Ultra

Die TDK Corporation erweitert ihr TMR-Sensorportfolio um den neuen Signalverarbeitungs-IC Micronas ASA 2310 für Hochgeschwindigkeits-Elektromotoranwendungen in Automobil- und Industrieumgebungen. Der ASA 2310 ist ein driftarmer, rauscharmer, vom Kunden programmierbarer Front-End-IC mit differenziellem oder Single-Ended-SIN/COS-Eingang und analogen Ausgängen. Haupteinsatzgebiete sieht der Anbieter in der Kommutierung von bürstenlosen DC- (BLDC) und Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) in sicherheitsrelevanten Umgebungen mit langem Kabelbaum zwischen Sensor und Steuergerät sowie in der Rotorpositionserkennung von Traktionsmotoren in Elektrofahrzeugen (BLDC, PMSM, PMSR etc.) und beim Ersatz von Resolvern. Weitere Anwendungen umfassen den Einsatz in Bremskraftverstärkern und Lidar-Spiegeln.

Neue Lösungen zur Rotorpositionserfassung auf Basis des ASA 2310 bieten eine hochauflösende und genaue Positionsmessung bei sehr hohen Drehzahlen von bis zu 650.000 U/min. Dadurch kann das Drehmoment maximiert und die Effizienz von Hochgeschwindigkeitsmotoren gesteigert werden, was für Hybrid- und Elektrofahrzeuge unerlässlich ist, um eine maximale Reichweite zu erreichen. Darüber hinaus arbeitet diese Sensorlösung unabhängig von der Polpaarzahl des Motors und erfordert daher keine aufwendigen Hardware-Änderungen – ein großer Vorteil gegenüber induktiven Resolver-Technologien. Dies bietet mehr Flexibilität bei der Entwicklung der Hybrid- und Elektroantriebe der Zukunft.

Der ASA 2310 ergänzt die TAS-Familie hochpräziser analoger TMR-Sensoren von TDK. Die vom ASA 2310 mit Strom versorgten und überwachten Sensoren erfassen die Magnetfeldrichtung in der XY-Ebene und liefern eine analoge SIN/COS-Ausgangsspannung, die als Eingangssignal für den ASA 2310 verwendet wird. Die Sensorschnittstelle und Signalaufbereitung von Die ASA 2310 sind für TMR-Sensorbrücken optimiert. Wichtige Kennwerte wie Verstärkung, Offset, (absoluter) Nullpunktwinkel und Orthogonalität können über den integrierten Signalpfad durch Programmierung des nichtflüchtigen Speichers des ASA 2310 eingestellt werden. Die flexibel wählbaren Verstärkungsfaktoren sorgen dafür, dass das Gerät verschiedene TMR voll unterstützen kann und Halbbrücken von TDK. Die vom ASA 2310 verstärkten Sensorsignale werden an die A/D-Wandler der elektronischen Steuereinheit (ECU) weitergeleitet, die dann eine sehr genaue Berechnung des Drehwinkels eines Magneten durchführen kann.

Mit seinem Überspannungs- und Verpolungsschutz (±18 V) bietet der ASA 2310 eine hervorragende Robustheit gegenüber elektrischen Störungen. Im Vergleich zu handelsüblichen Signalverstärker-ICs ist der ASA 2310 laut Hersteller besser für sicherheitskritische Anwendungen geeignet, da dieses Gerät die externe Beschaltung vereinfacht. Es reduziert außerdem die Gesamtsystemgröße, die Anzahl der passiven Komponenten und die Kosten des Montageprozesses.

Der ASA 2310 ist gemäß ISO 26262 als SEooC (Safety Element out of Context) ASIL B ready definiert. Um eine möglichst effiziente Fehlerlokalisierung und -beseitigung zu ermöglichen, bietet der ASA 2310 eine Single Point Failure Metric (SPFM) von mehr als 97 Prozent und übertrifft sogar die Standardanforderungen einer ASIL B-Klassifizierung. Wird die ASIL-Zerlegung auf Systemebene angewendet, kann der IC in Systeme bis ASIL D integriert werden. Neben verschiedenen integrierten Schaltkreiskomponenten zur Überwachung des IC selbst sowie der externen TMR-Sensoren verfügt der ASA 2310 über ein optionales und einzigartiges Self -Test, der kein externes Magnetfeld erfordert. Dadurch kann das System den gesamten Signalpfad innerhalb des Geräts testen, bevor der normale Betrieb beginnt. In einem Anwendungsaufbau kann der Test verwendet werden, um die Integrität des gesamten Signalpfads zu überprüfen, einschließlich elektrischer Verbindungen, externer Ausgangskondensatoren und des Steuergeräts. Schließlich trägt die Vielfalt der Sicherheitsüberwachung dazu bei, den Diagnoseumfang zu erhöhen und die externe Sicherheitsüberwachung auf Steuergeräteseite zu vereinfachen.

Während die TMR-TAS-Sensoren in einem breiten Gehäuseportfolio (Single-Die, Dual-Die) erhältlich sind, wird der Signalverarbeitungs-IC ASA 2310 in einem sehr kompakten 3 mm x 3 mm großen DFN12-SMD-Gehäuse angeboten. Ein Referenz-Evaluierungsboard, bestehend aus Magnetdesign und Sensor sowie Signalverarbeitungs-Chipsatz, ist auf Anfrage bei TDK erhältlich.

Muster des Geräts sind ab sofort verfügbar. Der Produktionsstart ist für Ende 2023 geplant.

Weitere Informationen hier