Die Dual-Die-Hall-Sensoren von Micronas mit PWM-Ausgang eignen sich vor allem für Automotive-Anwendungen. (Bild: TDK Micronas)
Die TDK Corporation erweitert sein Portfolio an Hall-Effekt-Sensoren um die HAR 379x-Sensoren von Micronas. Diese eignen sich für die mehrdimensionale Magnetfeldmessung in sicherheitskritischen Automobilanwendungen entsprechend den Regeln des ISO-26262-Standards sowie für Industrieanwendungen. Die Sensoren verfügen über einen digitalen Ausgang: Neben dem PWM-Ausgang (Pulsbreitenmodulation) unterstützen die Sensoren auch das SENT-Format nach SAEJ2716 der aktuellen Generation (Rev.4). HAR 379x ist die Dual-Die-Version der HAC 37xy-Familie im SMD-Gehäuse auf Basis der 3D-HAL-Technologie von TDK-Micronas. Die Sensoren erfassen Winkel von 0° bis 360° sowie lineare Bewegungen oder dienen zur Positionserkennung.
Die vielseitigen Programmiereigenschaften der HAR 379x-Sensoren und ihre hohe Genauigkeit machen sie zur perfekten Systemlösung für Gangwahl-Anwendungen – insbesondere aufgrund der Möglichkeit, die Magnetfeldamplitude parallel zur Winkelinformation bereitzustellen. Beide Parameter werden über die schnelle SENT-Schnittstelle übertragen. Die Information zur Magnetfeldamplitude ermöglicht zusätzlich die erforderliche Push-Funktionalität. Darüber hinaus passen die Sensoren in Anwendungen, bei denen lineare Bewegungen gemessen werden müssen, etwa in Anwendungen mit Doppelkupplungsgetriebe, zur Erfassung der Kupplungspedalstellung, als Motorhubsensor, in Getriebeanwendungen oder zur Zylinder- und Ventilpositionserfassung.
In jedem HAR 379x-Sensor sind zwei Dies integriert, die unabhängig voneinander arbeiten. Die beiden Dies werden so übereinander positioniert, dass sie mechanisch voneinander getrennt und elektrisch isoliert sind. Dank dieser fortschrittlichen Montagetechnik liegen die beiden sensitiven Elemente sehr nahe beieinander. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass die beiden Hall-Elemente annähernd das gleiche Magnetfeld messen und so synchrone Ausgangssignale erreicht werden. Sensorlösungen mit Redundanzfunktion – integriert in ein einziges Gehäuse – reduzieren Kosten bei gleichzeitiger Erhöhung der Zuverlässigkeit des Gesamtsystems aufgrund kleinerer Leiterplatten und eingesparter Lötkontakte. Der HAR 379x ist in einem kleinen 8-poligen SOIC8-Gehäuse erhältlich.
Die herkömmliche, eindimensionale Hall-Technologie misst lediglich die orthogonal zur Chipoberfläche verlaufenden Magnetfeldkomponenten. Durch die Entwicklung der 3D HAL-Technologie ist es Micronas gelungen, vertikale Hall-Elemente im Standard-CMOS-Prozess umzusetzen. Dies ermöglichte es, die relative Magnetfeldstärke sowohl aus der horizontalen als auch aus der vertikalen Komponente zu bestimmen – der Schlüssel zur präzisen Winkelmessung. Die HAR 379x-Sensoren sind integrierte Dual-Die-ICs, die zwei vollständig redundante Ausgangssignale liefern. Jeder Sensor enthält zur Detektion von Magnetfeldkomponenten in X-, Y- Richtung an einem einzigen Punkt eine sogenannte Pixelzelle, die aus zwei vertikalen (BX, BY) und einem horizontalen (BZ) Hall-Element besteht. Magnetfeldlinien parallel zur Sensoroberfläche werden von den vertikalen Hall-Elementen detektiert, wohingegen die Komponente senkrecht zur Chipoberfläche vom horizontalen Hall-Element erfasst wird. Die Offset-Kompensation erfolgt mit Hilfe des Spinning-Current-Prinzips. Die HAR 379x-Sensoren ermöglichen temperaturstabile Positionsmessungen mit hoher Genauigkeit bei reduzierten Systemkosten. Darüber hinaus enthält jeder Sensor einen Prozessor zur Signalverarbeitung der zwei Magnetfeldkomponenten, Schutzschaltungen, PWM- und SAEJ2716 SENT-Ausgang hat.
(prm)
