用于关键汽车传感的霍尔器件

霍尔效应传感器根据磁场改变其输出电压。霍尔效应器件用作接近传感器以及定位、速度和电流检测。霍尔效应传感器是一种持久的解决方案，因为没有机械部件会随着时间的推移而磨损。

Melexis 宣布推出 MLX91377 ASIL 就绪线性 霍尔传感器 IC，适用于安全关键型汽车系统，例如电动助力转向 (EPAS)。MLX91377 作为脱离上下文的安全元件 (SEooC) 开发，符合 ISO 26262 标准并符合 AEC Q-100 0 级标准。

霍尔效应传感器

该霍尔效应是通过导体（或半导体）时流过它的电流由磁场影响的可测量电压。在这些条件下，由于洛伦兹（电磁力）和电力的平衡，会产生与施加的电流垂直的横向电压。

任何霍尔效应检测设备的设计都需要一个能够响应通过电子输入接口检测到的物理参数的磁性系统。霍尔效应传感器检测磁场并根据电子系统的要求产生适当转换为标准的模拟或数字信号。

由于这允许它们在不需要接触的情况下运行，因此霍尔传感器具有广泛的应用：它们被用作例如接近、定位和速度传感器。

在最简单的形式中，霍尔传感器作为模拟传感器工作，返回电压；因此，在已知磁场中，可以测量到霍尔板的距离。霍尔传感器与电路相结合的情况也很常见，这些电路允许设备以数字方式（开/关）工作，从而充当开关。霍尔传感器的另一个典型应用是测量轴和车轮的速度，例如在速度计、内燃机点火系统或防抱死制动系统中。

汽车应用面临着从极冷 (-40 摄氏度) 到极热 (160 摄氏度) 的各种工作条件。此外，它们会受到高振动和污垢、灰尘、液体等的潜在污染。即使在这些条件下，它们也需要多年无故障运行。即使在如此广泛的范围内，霍尔传感器也需要表现良好。

迈来芯解决方案

MLX91377 的环境工作温度高达 160°C，并结合了高线性度和出色的热稳定性（包括低偏移和灵敏度漂移），支持 EPAS 系统中准确、可靠的扭矩感应，从而在传统和自动驾驶中实现安全控制。

MLX91377 可满足各种汽车和工业非接触式位置传感用例，包括转向扭矩传感器、加速度、制动或离合器踏板传感器、绝对线性位置传感器、浮动液位传感器、非接触式电位计、小角度位置传感器和小行程位置传感器。

“MLX91377 带来全面改进的性能，以支持汽车扭矩传感等高要求的安全关键应用。目前没有可用的开发板，但标准迈来芯编程工具 PTC-04 支持 MLX91377，”迈来芯位置和速度传感器全球营销经理 Nick Czarnecki 说。

图 1：MLX91377 框图

可编程测量范围和多点校准提高了设计人员的灵活性，并且多种输出协议允许单个集成电路用于多种应用，从而减少重新认证的工作和成本。短 PWM 代码 (SPC) 协议允许在检测到触发脉冲后进行和传输测量。这允许同步多达四个 MLX91377 传感器，频率高达 2 kHz，从而允许对具有确定性延迟的磁参数进行多次同时测量，以确保高精度（图 1）。

“根据输出类型，MLX91377 可以由协议触发或在内部触发。MLX91377 提供这两种方法。当使用 SPC 协议时，MLX91377 会等待，直到控制微控制器接收到触发脉冲，“Nick Czarnecki 说。

他继续说道：“当检测到脉冲时，传感器会快速获取磁数据，将其数字化并补偿偏移和灵敏度误差，根据可编程查找表将其线性化，然后根据数据以数字格式将其传输到主站。发送格式。在模拟输出模式下工作时，MLX91377 会自主采集数据，执行与 SPC 模式相同的补偿，然后通过模拟比例电压输出该值供系统微控制器读取。这两种接口都广泛用于汽车，其中 SPC 较新，通常首选用于多 IC 配置。SPC 的可触发特性允许所有传感器同时采集磁场，从而最大限度地减少 IC 测量之间的时间延迟。

图 2：1.5μs 滴答时间模式和 H.2 格式下的 SPC 时序图

在 SPC 模式下，无论配置的模式如何，一旦接收到触发脉冲，MLX91377 就会开始数据采集。它将在同一个 SENT 帧中发送获取的数据。此功能适用于任何大于或等于 1.5μs 的滴答时间（图 2 和 3）。

图3：SPC标准主从配置

MLX91377 在数字模式（SENT 或 SPC）下支持 ASIL-C 功能安全级别，在模拟模式下支持 ASIL-B，在芯片级提供高级诊断，并能够检测内部故障并将自身置于安全状态以防止不必要的车辆行为。

下一个挑战将越来越多地看到工作环境具有越来越苛刻的工作温度。同样，随着车辆电气化程度的提高，对泄漏场的免疫力将变得越来越普遍，功能安全要求也将如此。


审核编辑：刘清