Neuer 3D HAL®-Positionssensor von TDK mit Redundanz für sicherheitskritische Anwendungen

Die TDK Corporation erweitert ihr Micronas Hall-Effekt-Sensorportfolio um den Direktwinkelsensor HAR 3927**. Dieses Produkt nutzt die firmeneigene 3D HAL^®-Pixelzellentechnologie und unterstützt eine ISO 26262-konforme Produktentwicklung. Der neue Sensor verfügt sowohl über einen ratiometrischen Analogausgang als auch über eine digitale SENT-Schnittstelle gemäß SAE J2716 rev. 4.

Muster sind bereits verfügbar. Der Produktionsstart ist für das erste Quartal 2022 geplant.

Der HAR 3927 ist eine vollständig redundante Sensorlösung für sicherheitskritische Automobilanwendungen und eignet sich beispielsweise für lineare Bewegungsmessungen in Doppelkupplungsgetrieben und Ventilstellern, für Drehpositionsmessungen in Gangwahlschaltern und Gaspedalen sowie zur elektronischen Drosselklappensteuerung*.

Jeder HAR 3927-Sensor enthält zwei übereinander angeordnete Dies, die unabhängig voneinander arbeiten. Die beiden Dies haben nur einen minimalen Versatz und werden dadurch von nahezu denselben Magnetfeldlinien durchdrungen. Im Vergleich zu anderen Lösungen mit zwei nebeneinander positionierten Dies funktioniert der HAR 3927 mit deutlich kleineren Magneten. Sein Magnetfeldamplitudenbereich reicht von 20 mT bis 130 mT, bei reduzierter Genauigkeit sogar bis zu 5 mT.

Der HAR 3927 ist im sehr kleinen 8-Pin-SOIC8-Gehäuse erhältlich. Redundante Sensorlösungen in einem einzigen Gehäuse senken die Systemkosten und erhöhen gleichzeitig die Zuverlässigkeit des Systems durch kleinere Leiterplatten (PCB) und einer geringeren Anzahl von Lötpunkten.

Der Sensor bietet zwei verschiedene Ausgangsformate und einen Linearisierungsblock für ein Ausgangssignal mit bis zu 33 Stützstellen (17 variable oder 33 feste Stützstellen). Dank der 3D HAL-Pixelzellentechnologie kann der Sensor alle Magnetfeldkomponenten erfassen, die für die Positionsbestimmung bei linearen Bewegungen und zur Erfassung von Drehwinkeln bis zu 360° sowie Messungen am Ende einer Welle oder außerhalb der Achse benötigt werden. Wichtige Kennwerte, wie Verstärkung, Offset und Referenzposition können durch die Programmierung des nichtflüchtigen Speichers an den Magnetkreis angepasst werden. Die verschiedenen Konfigurationsmöglichkeiten des HAR 3927 erhöhen die Flexibilität der Kunden bei der Entwicklung und ermöglichen den Einsatz eines Sensors in mehreren Anwendungen, was die Kosten und den Aufwand für die Requalifizierung reduziert.

Glossar

• 3D HAL^®-Pixelzelle: Ermöglicht die direkte Messung von Magnetfeldern in drei Richtungen X, Y, Z.

Hauptanwendungen*

• Erfassung des Drehwinkels in Automobilanwendungen, wie Gaspedal, elektronische Drosselklappensteuerung, Drehschalter (mit Push-Funktion) sowie Hinterachslenkung
• Erfassung der linearen Position in Anwendungen wie Kupplungs- oder Bremspedal, Getriebesystem, Zylinder- und Ventilstellungserfassung

Haupteigenschaften und Vorteile***

• Sehr geringer Winkelfehler von ±1,0° bei 30 mT Amplitude
• 360°-Winkelmessung am Ende einer Welle und außerhalb der Achse
• Direkte Messung der Magnetfeldamplitude (B_X, B_Y, B_Z)
• Kundenseitig wählbarer Analog- oder SENT-Ausgang
• Vollständige Redundanz durch Dual-Die-Ansatz
• SEooC nach ISO 26262 für Anwendungen, die Funktionale Sicherheit verlangen
• Geeignet für Automobilanwendungen durch einen weiten Umgebungstemperaturbereich von -40 °C bis 160 °C

Kenndaten

Typ: HAR 3927
Gehäuse: SOIC8
Ausgangsformate: Analog, SENT SAE J2716 rev. 4
Genauigkeit:  ±1.0° @ 30 mT
Magnetfeld-Amplitude: 20 mT bis 130 mT, bis 5 mT bei reduzierter Genauigkeit
Funktionale Sicherheit: ASIL B ready, entwickelt gemäß ISO 26262

* HAL/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.

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 Spannungsversorgungen 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 Automotive, Industrial und Consumer Electronics, sowie Information and Communication Technology. Das Unternehmen verfügt über Entwicklungs- und Fertigungsstandorte sowie Vertriebsniederlassungen in Asien, Europa, Nord- und Südamerika. Im Geschäftsjahr 2021 erzielte TDK einen Umsatz von 13,3 Milliarden USD und beschäftigte rund 129.000 Mitarbeiter weltweit.