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霍尔传感器献力智能驾驶,迈来芯定义新一代汽车电子

2020-11-12 14:59 次阅读
11月3日,2020慕尼黑华南电子展盛大开幕,作为慕尼黑展唯一的视频直播合作方,<电子发烧友>在展会期间,通过现场直播方式采访了汽车电子领域内众多企业,就相关的行业、技术、市场和产品等话题进行了广泛的交流。

作为汽车半导体传感器的全球领导厂商,Melexis充分利用在汽车电子元件芯片方面的核心经验,积极扩展传感器、驱动器IC和无线器件产品组合,并满足在智能家电、智能家居、工业和医疗应用等市场的广泛需求。迈来芯亚太区市场经理陈放女士接受了电子发烧友网的采访,对迈来芯在汽车电子领域的传感器方案,尤其是霍尔传感器产品,进行了深度解读。
迈来芯已经在传感器领域耕耘多年,尤其是霍尔传感器,那么霍尔效应传感器具体在汽车市场上有何应用呢?

陈放:这个问题要两个方面来看,首先霍尔芯片从功能上来分主要分为四大类,位置(角度)、速度、电流以及开关检测。其次按照汽车应用场景来分,目前已经多达几十种,主要分为四大部分,动力总成、车身、底盘以及电气设备,而霍尔传感器在这四大部分都有非常多的应用。同时我们现在看到许多新应用场景的涌现,这其中霍尔传感器也拥有大量机会。

对于应用范围如此之广的霍尔效应传感器来说,它能为汽车的安全和性能带来哪些提升呢?

陈放:这主要分为三个方面。与传统的机械传感器对比,霍尔效应传感器采用了非接触式的技术,因此更耐磨损,延长了寿命;其次霍尔传感器芯片属于集成电路的制造,从设计到生产以及封装测试,都可以做到精密的全自动化,从而严格把控质量,提升了一致性、稳定性和可靠性,为客户提供了更高的质量保证,迈来芯也一直以0ppm作为质量目标;第三点,霍尔技术并非一项新兴技术,它在汽车上已经有了20多年的广泛应用与验证。

那么与传统霍尔传感器相比,迈来芯的Triaxis传感器有哪些突破呢?

陈放:传统的霍尔传感器只能检测垂直于芯片表面的磁场,也就是我们常说的Z轴。迈来芯在2004年推出了全世界第一颗Triaxis三轴产品,帮助客户同时检测X、Y、Z三个方向的磁场,为客户的机构设计带来了更大的灵活性。第二点就是Triaxis传感器可以为客户提供绝对的角度输出以及多种数字化的输出协议,不仅仅是模拟输出,还支持PWM、SENT、SPI以及PSI-5。最重要的是越来越多的车厂对于ISO26262的要求愈发严格,而迈来芯Triaxis传感器足以满足这些汽车安全功能等级的要求。

迈来芯的Triaxis技术已经发展到了第三代,请问该技术在哪些方面做出了改进?

陈放:第三代Triaxis技术做出了很多提升。首先从芯片的参数来讲,精度、灵敏度以及响应时间都有了很大的改进;第二,我们的工作环境温度从原来的150℃提升至160℃;第三,由于汽车电子化的普及,整车上的电磁干扰和杂散磁场干扰会越来越严重,对于霍尔传感器的挑战也越来越大,基于这些挑战,迈来芯在第三代传感器上增加了抗杂散磁场的功能。

通过在霍尔开关中加入侧向磁场感应主要可以使那些汽车设备受益?

陈放:霍尔开关主要检测磁场强度,而汽车应用中电机的尺寸越来越小,传统的霍尔开关无法满足这些设计。通过将Triaxis技术引入霍尔开关中,使得侧向磁场检测,也就是X轴和Y轴的检测成为可能,因此客户可以在小尺寸电机中应用这些芯片。还有另外一种使用场景就是汽车上的液位监测,比如燃油箱或是传统的刹车油壶,传统方案采用干簧管,而且客户很难在机构设计上做出改变,就需要霍尔开关方案匹配传统干簧管设计。在这种应用中,我们引入了侧方位的霍尔开关检测,帮助客户更顺利地从干簧管设计转变为霍尔开关,同时也不会影响客户原来的机构设计。

迈来芯的IMC-Hall技术是如何应用到电流传感器上的?

陈放:传统的电流传感器是用一颗线性霍尔外加磁环的组合来构成的,然而这种方案存在几个缺陷。第一就是尺寸大,占用空间和面积过大。第二就是成本高,因为随着电流增大,磁环随之增大,成本也会跟着增加。第三是汽车振动测试时存在巨大挑战。针对这些市场痛点,迈来芯把Triaxis技术应用到了电流传感器中,以IMC-Hall技术帮助客户省去了磁环设计,取而代之的是一个小小的屏蔽罩。该屏蔽罩有两大功用,一是减少了空间尺寸,其次隔绝掉了芯片外围的磁场干扰,该方案目前在汽车上可以支持高达1000安培的检测范围,在大部分汽车应用上已经绰绰有余。此外迈来芯对芯片采用了SMD封装,代替了插脚式封装,从而可以和客户的控制板集成在一起,还能帮助客户通过汽车高等级的振动测试。
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