基于迈来芯的霍尔效应传感器解决方案

霍尔效应传感器响应于磁场而改变其输出电压。霍尔效应器件用作接近传感器，并用于定位，速度和电流检测。霍尔效应传感器是一种长期解决方案，因为没有机械零件会随着时间的流逝而磨损。

迈来芯（Melexis）宣布推出适用于ASIL的MLX91377线性霍尔传感器IC，适用于对安全至关重要的汽车系统，例如电动助力转向（EPAS）。MLX91377被开发为一种脱离上下文的安全元素（SEooC），符合ISO 26262标准，并通过了AEC Q-100等级0认证。

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，由于洛伦兹力（电磁力）和电力的平衡，垂直于施加的电流会产生横向电压。

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。

由于这使它们无需接触即可工作，因此霍尔传感器具有广泛的应用范围：它们被用作例如接近，定位和速度传感器。

霍尔传感器以最简单的形式用作模拟传感器，该传感器返回电压。因此，在已知的磁场中，可以测量到霍尔板的距离。找到霍尔传感器与电路相结合也是很常见的，这些电路使设备能够以数字方式（开/关）动作，从而可以作为开关。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℃）到极热（160℃）的各种工作条件。此外，它们还承受着高振动和灰尘，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。霍尔传感器即使在如此宽的范围内也需要表现良好。

迈来芯解决方案

MLX91377在高达160°C的环境工作温度下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），在EPAS系统中支持精确，可靠的扭矩传感，从而能够在常规和自动驾驶中实现安全控制。

MLX91377满足各种汽车和工业非接触式位置感测用例，包括转向扭矩传感器，加速，制动或离合器踏板传感器，绝对线性位置传感器，浮子液位传感器，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全面提高了性能，可实现要求严格的关键安全应用，例如汽车扭矩传感。目前没有开发板可用，但是MLX91377得到标准的Melexis编程工具PTC-04的支持。” Melexis位置和速度传感器全球市场经理Nick Czarnecki说。

图1：MLX91377框图

可编程的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，从而减少了重新认证工作和成本。短PWM代码（SPC）协议允许在检测到触发脉冲后进行测量并发送测量值。这样就可以同步多达四个高达2 kHz的MLX91377传感器，从而可以确定性的等待时间同时测量磁参数，以确保高精度（图1）。

“取决于输出类型，MLX91377可以由协议触发，也可以在内部触发。MLX91377提供两种方法。当使用SPC协议时，MLX91377会一直等到控制微控制器接收到触发脉冲，”尼克Czarnecki说。

他继续说：“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SENT格式。在模拟输出模式下工作时，MLX91377会自动获取数据，执行与SPC模式下相同的补偿，然后通过模拟比例电压输出该值，以供系统微控制器读取。两种接口都广泛用于汽车，其中SPC是更新的，通常是多IC配置的首选。SPC的可触发特性允许所有传感器同时获取磁场，从而最大程度地减少了跨IC测量之间的时间延迟。

图2：1.5μs滴答时间模式和H.2格式的SPC时序图

在SPC模式下，无论已配置的模式如何，一旦收到触发脉冲，MLX91377便开始数据采集。它将在相同的SENT帧中发送获取的数据。此功能适用于大于或等于1.5μs的任何滴答时间（图2和3）。

图3：SPC标准主从配置

MLX91377在数字模式（SENT或SPC）中支持ASIL-C功能安全级别，在模拟模式中支持ASIL-B，在管芯级别提供高水平的诊断，并能够检测内部故障并使自身处于安全状态，从而防止不必要的车辆行为。

下一个挑战将越来越多地看到运行环境的临界温度越来越高。同样，随着车辆电气化程度的提高，对泄漏场的免疫力将越来越广泛，功能安全性要求也将越来越高。