TDK為高要求的電動車電機控制應推出高速的 TMR前端IC

• ■ 新型的TMR模擬前端ASA 2310為TMR橋角度傳感器提供了優(yōu)化的信號調(diào)節(jié)，以及增強的應用補償功能和安全監(jiān)控

  本文引用地址：http://2s4d.com/article/202211/440360.htm

• ■ 基于ASA 2310的轉子位置傳感方案具有高魯棒性的輸出緩沖，為遙感應用提供易用的差分或者單端SIN/COS輸出，具有一流的電磁兼容表現(xiàn)。

• ■ 與感應式旋轉變壓器相比，基于TAS系列和ASA 2310的模擬TMR傳感器的轉子位置傳感解決方案提供了更小、更靈活的傳感系統(tǒng)

2022 年11月10日，TDK公司為現(xiàn)有的TMR傳感器產(chǎn)品組合補充了新的Micronas信號調(diào)節(jié)集成電路（IC）ASA 2310，用于高速汽車和工業(yè)電機應用。ASA2310是一款溫漂低、噪聲低、客戶可編程的TMR前端IC，具有差分或單端SIN/COS輸入和模擬輸出。ASA 2310樣品現(xiàn)已可提供。計劃于2023年底開始生產(chǎn)。

ASA 2310 被設計為高精度模擬信號TAS系列TMR傳感器的接口。傳感器由ASA 2310供電和監(jiān)控，檢測x-y平面中的磁場方向，并提供SIN/COS模擬電壓輸出，用作ASA 2310的輸入。ASA 2310的傳感器接口和信號調(diào)節(jié)針對TMR橋信號進行了優(yōu)化。通過對ASA 2310的非易失性存儲器進行編程，可以使用集成信道調(diào)整增益、偏置、（絕對）0角度和正交性等主要特性。不同的粗調(diào)設置確保產(chǎn)品可以支持TDK的各種TMR全橋和半橋。ASA 2310經(jīng)放大的單端或差分端輸出信號可通過外部A/D轉換器和電子控制單元（ECU）以非常高的精度計算磁體的旋轉角度。

基于ASA 2310的新型轉子位置傳感解決方案可在上至650000 rpm的高轉速下提供高分辨率和精確的位置測量。這使得高速電機能夠最大化扭矩并提高效率，這對于混合動力和電動車輛獲得最大行駛里程至關重要。此外，傳感器系統(tǒng)配置獨立于電機極對數(shù)量工作，因此不需要復雜的硬件更改，這是相對于感應式旋轉變壓器技術的主要優(yōu)勢。這為未來混合動力和電動動力系統(tǒng)的開發(fā)提供了更多的靈活性。

憑借其過壓和反極性保護（+/-18V），ASA2310具有出色的電氣魯棒性。與現(xiàn)成的放大器IC相比，ASA 2310更適合高安全要求的應用，因為信號調(diào)節(jié)IC簡化了外部電路，從而降低了FIT率。此外，總系統(tǒng)大小、物料清單和裝配工藝成本都得到了降低。

根據(jù)ISO 26262，該產(chǎn)品被定義為SEooC（獨立安全單元）ASIL B就緒。為了實現(xiàn)最有效的故障定位和消除，ASA 2310提供了超過97%的單點故障度量（SPFM），甚至超過了ASIL B分類的標準要求。如果ASIL分解應用到系統(tǒng)層面，本產(chǎn)品也能集成進ASIL D系統(tǒng)里。除了對IC本身和外部TMR橋進行各種集成安全監(jiān)控外，ASA2310還具有可選和獨特的無磁通自檢功能，允許系統(tǒng)在正常操作開始之前測試設備內(nèi)部的完整信號路徑。在應用設置中，該測試可用于檢查整個信號路徑的完整性，包括接線、外部輸出電容器和ECU。最后，安全監(jiān)控的多樣性有助于增加診斷覆蓋率，簡化ECU側的外部安全監(jiān)控。

“ASA 2310是一種高性能IC，它擴展了高精度模擬TMR傳感器的功能，并減少了因傳感器模塊與ECU分離并通過長線束連接的遠程應用設置所導致的噪聲和伴生因素的影響,” TDK-Micronas磁性位置傳感器產(chǎn)品市場經(jīng)理Frederik Berstecher說道。 “當其與TDK的TMR TAS傳感器系列相結合時，客戶可以根據(jù)精度、EMC或功能安全要求在商業(yè)上擴展其應用設置，因為ASA 2310可以同時運行多達四個TMR半橋傳感器。因此，基于ASA 2310的轉子位置傳感解決方案可用于各種高安全要求應用，如動力轉向、制動助力器或牽引電機.”*

TMR TAS傳感器有廣泛的封裝組合（單芯片、雙芯片），ASA 2310信號調(diào)節(jié)IC采用非常緊湊的3 x 3mm DFN12 SMD封裝。TDK可應要求提供帶有磁設計和信號調(diào)節(jié)芯片組傳感器的參考評估板。

術語

• ■ TMR：隧道磁阻

• ■ PMHF: Probabilistic Metric for Random Hardware Failures

• ■ SPFM: Single-Point Fault Metric

• ■ LFM: Latent Fault Metric

主要應用*

• ■ 無刷直流（BLDC）和永磁同步電機（PMSM）在安全相關環(huán)境中換向，傳感器和ECU之間有長線束

• ■ 電動車輛牽引電機轉子位置(BLDC, PMSM, PMSR,…)

• ■ 電動助力轉向電機

• ■ 替代旋變

• ■ 制動助力器

• ■ 激光雷達鏡

主要特點和效益**

• ■ 支持各種TDK的TMR全橋和半橋

• ■ 各種模擬輸出配置
     - 差分或者單端SIN/COS模擬輸出信號（無需解調(diào)）
     - 與電源電壓相關的非比率或比率模擬輸出

• ■ 具有即時片上校準和集成安全監(jiān)控的固有信號調(diào)節(jié)減少了ECU側的工作量

• ■ 優(yōu)化的TMR信號調(diào)節(jié)，如輸出增益、偏置、0度角和正交校正

• ■ 外部TMR橋的集成保護供電

• ■ 適用于上至650000 rpm的應用

• ■ 工作電源和監(jiān)督電壓：3 V至5.5 V

• ■ 絕對值最大電源電壓：±18 V

• ■ 通過產(chǎn)品的輸出引腳編程，無需額外的編程引腳

• ■ 低電耗

• ■ 針對從-40°C到160°C的汽車環(huán)境溫度范圍進行了優(yōu)化，集成保護電路具有出色的ESD和EMC魯棒性

• ■ ISO 26262開發(fā)：ASIL B就緒SEooC（（PMHF、SPFM、LFM）根據(jù)ASIL C）

• ■ 尺寸小的DFN12 3x3 mm封裝

主要數(shù)據(jù)

*我們并不宣告我們所提及產(chǎn)品的目標應用適合任何用途，因為這必須在系統(tǒng)級別進行檢查。

** 所有操作參數(shù)必須由客戶的技術專家根據(jù)每個應用來驗證
*** .使用TDK芯片組方案