TDK bietet neue Störfeld-kompensierte 3D HAL®-Sensoren mit Redundanzfunktion und digitalen Ausgangsschnittstellen

• Neue Dual-Die 3D HAL^® Sensorfamilie HAR^® 39xy auf Basis des Hall-Effekts (HAR 3900 und HAR 3930) zur Positionsbestimmung verfügt über aktive Störfeldkompensation
• Vollständig redundante Bauelemente im SSOP16 Gehäuse 
• Hochflexible Design-Architektur unterstützt verschiedene digitale Schnittstellen (SPI, PWM und SENT gemäß SAE J2716)

Die TDK Corporation erweitert ihr Micronas 3D HAL^® Sensor-Portfolio um die Hall-Sensoren HAR 3900 und HAR 3930*. Diese Produkte ermöglichen eine Störfeld-kompensierte Positionserfassung in Automobil- und Industrieanwendungen und unterstützen gleichzeitig die ISO 26262-konforme Produktentwicklung. Muster sind auf Anfrage erhältlich. Produktionsstart erfolgt im zweiten Quartal 2022.

Die Sensoren sind gemäß ISO 26262 als SEooC (Safety Element out of Context) ASIL B-ready definiert und erlauben ASIL D konforme Produktentwicklungen auf Systemebene. Sie bieten eine 3D-Magnetfeldmessung und eine Störfeld-robuste 2D-Positionserfassung. Der HAR 3930 verfügt sowohl über einen PWM-Ausgang und eine SENT-Schnittstelle (SAE J2716 rev. 4) als auch über einen zusätzlichen Schaltausgang. Der HAR 3900 hingegen stellt seine Messdaten über eine schnelle SPI-Schnittstelle zur Verfügung. Bei beiden Sensoren handelt es sich um die Dual-Die-Versionen von HAL 3900 und HAL 3930, die sich für eine Vielzahl von Anwendungen eignen, darunter die Erkennung der Lenkwinkelposition, der Getriebeposition, der Schalthebelposition sowie der Gas- und Bremspedalposition.** 

Die HAR 39xy Sensoren erlauben Winkelmessungen bis zu 360° mit zweipoligen Ferritmagneten sowie lineare Messungen bis zu 35 mm mit zweipoligen Stabmagneten. Die Störfeld-robuste Positionserfassung ermöglicht beide Messarten, wobei zusätzliche 3D-Messungen zwei unabhängige Winkel für jedes Die liefern. Der HAR 3900 liefert temperaturkompensierte Rohmesswerte des Magnetfelds in X-, Y- und Z-Richtung über die SPI-Schnittstelle und bietet verschiedene Stromsparmodi. Das Herzstück der HAR 39xy-Sensoren ist die patentierte 3D HAL-Pixelzellentechnologie, mit der Magnetfelder präzise gemessen werden können.

Mit seiner flexiblen Architektur bietet HAR 39xy eine breite Palette von Konfigurationsmöglichkeiten und hilft Entwicklungsingenieuren bei der Auswahl des besten Betriebsmodus für eine bestimmte Aufgabe. Die Sensoren verfügen über einen leistungsstarken DSP, der für die schnelle Signalverarbeitung zuständig ist und einen eingebetteten Mikrocontroller, der die Schnittstellenkonfiguration und die Überwachung der mit der Funktionalen Sicherheit verbundenen Aufgaben übernimmt. 

Jeder HAR 39xy-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 des Systems durch kleinere Leiterplatten (PCB) und eine geringere Anzahl von Lötpunkten. HAR 3900 und HAR 3930 sind im kleinen SSOP16 Gehäuse erhältlich.

Glossar

• 3D HAL^®-Pixelzelle: Ermöglicht die direkte Messung von Magnetfeldern in drei Richtungen X, Y, Z.
• Störfeldkompensation: Moderne Hall-Effekt-Sensoren müssen unempfindlich gegenüber Störfeldern sein, die von Elektromotoren oder Stromleitungen in Hybrid- oder Elektrofahrzeugen (xHEV) erzeugt werden.
• masterHAL^®: Eingetragene Marke, die für einen einzigartigen Funktionsumfang steht, einschließlich der Fähigkeit zur Störfeldkompensation, die auf der hochflexiblen Architektur für mehrdimensionale Magnetfeldmessungen beruht.

Hauptanwendungen**

• Erkennung der Lenkwinkelposition
• Getriebeschalter
• Bremsweg-Positionssensoren
• Erkennung der Gaspedalposition

Haupteigenschaften und Vorteile***

• Störfeld-robuste Positionserfassung (linear und Drehwinkel bis 360°), die die Anforderungen gemäß ISO 11452-8 erfüllt
• Kompensation von Störfeldern mit Gradienten für Anwendungen bis 180° Drehwinkel
• Echte 3D-Magnetfeldmessung von B_X, B_Y und B_Z
• Übertragung von Positionsinformationen: bis zu zwei berechnete Winkel, Magnetfeldamplitude und/oder Chiptemperatur
• Übertragung von temperaturkompensierten Magnetfeld-Rohwerten (B_X, B_Y und B_Z) und Stromsparmodi beim HAR 3900.
• SEooC nach ISO 26262 für Anwendungen, die Funktionale Sicherheit verlangen
• Großer Versorgungsspannungsbereich: 3,0 V bis 5,5 V (HAR 3900), 3,0 V bis 18 V (HAR 3930)
• Geeignet für Automobilanwendungen durch einen weiten Umgebungstemperaturbereich von -40 °C bis 160 °C
• Dual-Die SSOP16 SMD-Gehäuse

Kenndaten

Typen HAR 3900, HAR 3930
Gehäuse SSOP16
Digitale Ausgangsformate HAR 3900: SPI, HAR 3930: PWM, SENT und Schaltausgang
Genauigkeit ±0.5° @ 10 mT bei Drehwinkel-Konfiguration
Funktionale Sicherheit ASIL-B ready Produktentwicklung gemäß ISO 26262

* HAR 39xy verwendet Lizenzen des Fraunhofer Instituts für Integrierte Schaltungen (IlS).
** Jegliche Erwähnung unserer Produkte für Zielanwendungen erfolgt ohne Zusage auf Realisierbarkeit. Diese muss auf Systemebene überprüft werden.
*** Alle Betriebsparameter müssen für jede Kundenanwendung von technischen Experten des Kunden validiert werden.