霍爾效應(yīng)傳感器響應(yīng)于磁場(chǎng)而改變其輸出電壓?；魻栃?yīng)器件用作接近傳感器，并用于定位，速度和電流檢測(cè)?；魻栃?yīng)傳感器是一種長(zhǎng)期解決方案，因?yàn)闆]有機(jī)械零件會(huì)隨著時(shí)間的流逝而磨損。

邁來芯（Melexis）宣布推出適用于ASIL的MLX91377線性霍爾傳感器IC，適用于對(duì)安全至關(guān)重要的汽車系統(tǒng)，例如電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPAS）。MLX91377被開發(fā)為一種脫離上下文的安全元素（SEooC），符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)，并通過了AEC Q-100等級(jí)0認(rèn)證。

霍爾效應(yīng)傳感器

該霍爾效應(yīng)是通過導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）時(shí)流過它的電流由磁場(chǎng)影響的可測(cè)量電壓。在這些條件下，由于洛倫茲力（電磁力）和電力的平衡，垂直于施加的電流會(huì)產(chǎn)生橫向電壓。

任何霍爾效應(yīng)檢測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)都需要一個(gè)能夠響應(yīng)通過電子輸入接口檢測(cè)到的物理參數(shù)的磁性系統(tǒng)?；魻栃?yīng)傳感器檢測(cè)磁場(chǎng)，并根據(jù)電子系統(tǒng)的要求產(chǎn)生適當(dāng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的模擬或數(shù)字信號(hào)。

由于這使它們無(wú)需接觸即可工作，因此霍爾傳感器具有廣泛的應(yīng)用范圍：它們被用作例如接近，定位和速度傳感器。

霍爾傳感器以最簡(jiǎn)單的形式用作模擬傳感器，該傳感器返回電壓。因此，在已知的磁場(chǎng)中，可以測(cè)量到霍爾板的距離。找到霍爾傳感器與電路相結(jié)合也是很常見的，這些電路使設(shè)備能夠以數(shù)字方式（開/關(guān)）動(dòng)作，從而可以作為開關(guān)?；魻杺鞲衅鞯牧硪粋€(gè)典型應(yīng)用是測(cè)量軸和車輪的速度，例如在速度計(jì)，內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)或防抱死制動(dòng)系統(tǒng)中。

汽車應(yīng)用面臨著從極冷（-40℃）到極熱（160℃）的各種工作條件。此外，它們還承受著高振動(dòng)和灰塵，灰塵，液體等的潛在污染。即使在這些條件下，它們也需要多年無(wú)故障運(yùn)行?；魻杺鞲衅骷词乖谌绱藢挼姆秶鷥?nèi)也需要表現(xiàn)良好。

邁來芯解決方案

MLX91377在高達(dá)160°C的環(huán)境工作溫度下結(jié)合了高線性度和出色的熱穩(wěn)定性（包括低偏移和靈敏度漂移），在EPAS系統(tǒng)中支持精確，可靠的扭矩傳感，從而能夠在常規(guī)和自動(dòng)駕駛中實(shí)現(xiàn)安全控制。

MLX91377滿足各種汽車和工業(yè)非接觸式位置感測(cè)用例，包括轉(zhuǎn)向扭矩傳感器，加速，制動(dòng)或離合器踏板傳感器，絕對(duì)線性位置傳感器，浮子液位傳感器，非接觸式電位計(jì)，小角度位置傳感器和小行程位置傳感器。

MLX91377全面提高了性能，可實(shí)現(xiàn)要求嚴(yán)格的關(guān)鍵安全應(yīng)用，例如汽車扭矩傳感。目前沒有開發(fā)板可用，但是MLX91377得到標(biāo)準(zhǔn)的Melexis編程工具PTC-04的支持。” Melexis位置和速度傳感器全球市場(chǎng)經(jīng)理Nick Czarnecki說。

圖1：MLX91377框圖

可編程的測(cè)量范圍和多點(diǎn)校準(zhǔn)提高了設(shè)計(jì)人員的靈活性，并且多種輸出協(xié)議允許單個(gè)集成電路用于多種應(yīng)用，從而減少了重新認(rèn)證工作和成本。短PWM代碼（SPC）協(xié)議允許在檢測(cè)到觸發(fā)脈沖后進(jìn)行測(cè)量并發(fā)送測(cè)量值。這樣就可以同步多達(dá)四個(gè)高達(dá)2 kHz的MLX91377傳感器，從而可以確定性的等待時(shí)間同時(shí)測(cè)量磁參數(shù)，以確保高精度（圖1）。

“取決于輸出類型，MLX91377可以由協(xié)議觸發(fā)，也可以在內(nèi)部觸發(fā)。MLX91377提供兩種方法。當(dāng)使用SPC協(xié)議時(shí)，MLX91377會(huì)一直等到控制微控制器接收到觸發(fā)脈沖，”尼克Czarnecki說。

他繼續(xù)說：“當(dāng)檢測(cè)到脈沖時(shí)，傳感器會(huì)快速獲取磁數(shù)據(jù)，將其數(shù)字化并補(bǔ)償偏移和靈敏度誤差，根據(jù)可編程查找表將其線性化，然后根據(jù)SENT格式。在模擬輸出模式下工作時(shí)，MLX91377會(huì)自動(dòng)獲取數(shù)據(jù)，執(zhí)行與SPC模式下相同的補(bǔ)償，然后通過模擬比例電壓輸出該值，以供系統(tǒng)微控制器讀取。兩種接口都廣泛用于汽車，其中SPC是更新的，通常是多IC配置的首選。SPC的可觸發(fā)特性允許所有傳感器同時(shí)獲取磁場(chǎng)，從而最大程度地減少了跨IC測(cè)量之間的時(shí)間延遲。

圖2：1.5μs滴答時(shí)間模式和H.2格式的SPC時(shí)序圖

在SPC模式下，無(wú)論已配置的模式如何，一旦收到觸發(fā)脈沖，MLX91377便開始數(shù)據(jù)采集。它將在相同的SENT幀中發(fā)送獲取的數(shù)據(jù)。此功能適用于大于或等于1.5μs的任何滴答時(shí)間（圖2和3）。

圖3：SPC標(biāo)準(zhǔn)主從配置

MLX91377在數(shù)字模式（SENT或SPC）中支持ASIL-C功能安全級(jí)別，在模擬模式中支持ASIL-B，在管芯級(jí)別提供高水平的診斷，并能夠檢測(cè)內(nèi)部故障并使自身處于安全狀態(tài)，從而防止不必要的車輛行為。

下一個(gè)挑戰(zhàn)將越來越多地看到運(yùn)行環(huán)境的臨界溫度越來越高。同樣，隨著車輛電氣化程度的提高，對(duì)泄漏場(chǎng)的免疫力將越來越廣泛，功能安全性要求也將越來越高。

編輯：hfy