TDK präsentiert neue ASIL C-fähige 3D HAL®-Sensoren für Automobil- und Industrieanwendungen mit Störfeldkompensation

• HAL 3930-4100 (Single-Die) und HAR 3930-4100 (Dual-Die) sind präzise Hall-Effekt-Positionssensoren mit robuster Störfeldkompensation und PWM- oder SENT-Ausgangsschnittstellen
• Der Single-Die-Sensor ist als ASIL C-ready definiert und unterstützt die Integration in Automobilanwendungen mit Funktionaler Sicherheit bis ASIL D auf Systemebene
• Zielanwendungen sind die Erfassung der Lenkwinkel-, Getriebe-, Schalt- und Fahrwerkposition sowie die Erfassung der Position des Gas- und Bremspedals**

Die TDK Corporation erweitert die Micronas 3D HAL^®-Positionssensorfamilie durch HAL 3930-4100 und HAR 3930-4100* für Automobil- und Industrieanwendungen. Beide Sensoren ermöglichen eine präzise Positionsbestimmung mit robuster Störfeldkompensation. Darüber hinaus verfügen sie über flexible digitale Schnittstellen in Form von PWM oder SENT. Die Single-Chip Variante wurde als SEooC (Safety Element out of Context) ASIL C-ready gemäß ISO 26262 entwickelt und kann in Fahrzeuganwendungen mit Funktionaler Sicherheit bis ASIL D auf Systemebene integriert werden. Die Sensoren eignen sich für Anwendungen wie die Erfassung der Lenkwinkel-, Getriebe-, Schalt- und Fahrwerkposition sowie die Erfassung der Position des Gas- und Bremspedals. Die Serienproduktion ist für Januar 2024 geplant; Muster sind auf Anfrage erhältlich.

Beide Sensoren verfügen über benutzerdefinierbare PWM- oder SENT-Ausgangsschnittstellen, die somit flexibel an das System angepasst werden können. Darüber hinaus haben die Sensoren einen Schalterausgang mit vielseitigen Konfigurationsmöglichkeiten für High/Low-Side-Betrieb. Das Schaltsignal wird aus berechneten Positionsdaten oder anderen sensorinternen Signalquellen abgeleitet, wie z.B. Temperatur oder Magnetfeldamplitude. Sowohl HAL 3930-4100 als auch HAR 3930-4100 sind ASIL C-fähige Sensoren. Sie führen Selbsttests beim Einschalten und während des regulären Betriebs durch und erhöhen damit die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems. Dies dient dazu, die Übertragung fehlerhafter Messwerte zu verhindern und erkannte Fehler gemäß SENT-Standard über die SENT-Schnittstelle, beziehungweise im Fall von PWM, über den PWM-Ausgang zu berichten.

HAR 3930-4100 ist die Dual-Die-Ausführung des HAL 3930-4100 und bietet eine umfassende Redundanzfunktion. Der Sensor enthält zwei unabhängige, übereinander angeordnete, mechanisch getrennte und elektrisch isolierte Dies. Beide Sensorchips messen nahezu das gleiche Magnetfeld und sorgen so für synchrone Ausgangssignale. Redundante Sensorlösungen in einem einzigen Gehäuse senken die Systemkosten und erhöhen gleichzeitig die Zuverlässigkeit durch kleinere Leiterplatten (PCB) und eine geringere Anzahl von Lötpunkten. HAR 3930-4100 ist im kompakten SSOP16-Gehäuse, die Single-Die-Variante im SOIC8-Gehäuse erhältlich.

HAL 3930-4100 und HAR 3930-4100 bieten eine breite Palette von Messfunktionen, darunter Winkelmessungen bis zu 360°, lineare Messungen sowie die 3D-Positionserfassung für Magnete. Die Übertragung dieser 3D-Positionsinformationen erfolgt entweder über die SENT-Schnittstelle oder über zwei PWM-Ausgänge. Zusätzlich verfügen beide Sensoren über eine speziell für Chassis-Positionssensoren entwickelte Modulo-Funktion. Sie ermöglicht eine problemlose Unterteilung des 360°-Messbereichs in präzise 90°-, 120°- und 180°-Winkelsegmente und erleichtert somit die Anpassung an spezifische Anforderungen.

Zusätzlich führt die On-Chip-Signalverarbeitung aus den einzelnen Magnetfeldkomponenten bis zu zwei präzise Winkelberechnungen durch und wandelt diese Winkel in ein digitales Ausgangssignal um. Wichtige Kennwerte, wie Verstärkung, Offset und Referenzposition können durch die Programmierung des nichtflüchtigen Speichers an den Magnetkreis angepasst werden.

Glossar

• Störfeldkompensation: Moderne Hall-Effekt-Sensoren müssen unempfindlich gegenüber Störfeldern sein, die von Elektromotoren oder Stromleitungen in Hybrid- oder Elektrofahrzeugen (xHEV) erzeugt werden

Hauptanwendungsgebiete**

• Erkennung der Lenkwinkelposition
• Gangschaltungen
• Bremsweg-Positionssensoren
• Positionserfassung in Getriebesystemen
• Stellantriebe für Parksperren

Haupteigenschaften und -vorteile

• Störfeldrobuste Winkelmessungen bis zu 360° und lineare Wegmessungen bis zu 35 mm
• Hohe Robustheit gegenüber mechanischem Versatz zwischen Sensor und Magnet in Rotationsaufbauten
• Optimiertes Design zur Unterstützung von Rotationsaufbauten in Verbindung mit Ferrit-Magneten
• ASIL C ready SEooC nach ISO 26262 zur Unterstützung von Anwendungen, die Funktionale Sicherheit erfordern
• Geeignet für Anwendungen im Automobilbereich durch einen weiten Umgebungstemperaturbereich von -40 °C bis 160 °C

Über die TDK Corporation

Die TDK Corporation mit Sitz in Tokio, Japan, ist ein weltweit führender Anbieter elektronischer Lösungen für eine smarte Gesellschaft. Basierend auf seinen umfassenden Materialkompetenzen fördert TDK unter der Devise „Attracting Tomorrow“ an der Spitze der technologischen Evolution den Wandel der Gesellschaft. Das Unternehmen wurde 1935 gegründet, um Ferrite zu vermarkten, die für die Herstellung von elektronischen und magnetischen Produkten Schlüsselmaterialien sind. Das umfassende, innovationsgetriebene Produktsortiment von TDK reicht von passiven Bauteilen wie Keramik-, Aluminium-Elektrolyt- und Folienkondensatoren bis zu magnetischen, Hochfrequenz-, Piezo- und Schutzbauelemente. Das Produktspektrum umfasst außerdem Sensoren und Sensorsysteme, z.B. Temperatur- und Drucksensoren sowie magnetische und MEMS-Sensoren. Außerdem liefert TDK Stromversorgungen und Energiekomponenten, Magnetköpfe und mehr. Diese Produkte werden unter den Marken TDK, EPCOS, InvenSense, Micronas, Tronics und TDK-Lambda vertrieben. TDK konzentriert sich auf anspruchsvolle Märkte in den Bereichen der Automotive-, Industrie- und Consumer-Elektronik sowie der Informations- und Kommunikationstechnik. Das Unternehmen verfügt über Entwicklungs- und Fertigungsstandorte sowie Vertriebsniederlassungen in Asien, Europa, Nord- und Südamerika. Im Geschäftsjahr 2023 erzielte TDK einen Umsatz von 16,1 Milliarden USD und beschäftigte rund 103.000 Mitarbeiter weltweit.

* HAL/HAR 39xy uses licenses of Fraunhofer Institute for Integrated Circuits (IlS).
** Any mention of target applications for our products are made without a claim for fit for purpose as this has to be checked at system level.