Selbstkalibrierende Winkelsensoren zur Motorsteuerung

Die Infineon Technologies AG veröffentlicht die TLx49012-Familie digitaler Winkelsensoren auf Basis der Hall-Effekt-Technologie. Die Hardware wurde entwickelt, um eine hochgenaue Rotorpositionsrückmeldung für schnelle bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) in Automobilsystemen und in der industriellen Automatisierung zu liefern.

Kalibrierung auf Systemebene und Montageflexibilität
Die Hardware verfügt über eine automatische System-Selbstkalibrierungsfunktion, die den Integrationsprozess vereinfachen soll. Diese Funktion macht externe Referenz-Encoder und kundenspezifische Kalibrierungsroutinen während der Fertigungsphase überflüssig und reduziert insbesondere den Aufwand bei End-of-Line-Tests. Die Integration kontinuierlicher On-Chip-Kompensationsmechanismen ermöglicht es Ingenieuren, die Sensoren sowohl in On-Axis- als auch in Off-Axis-Konfigurationen zu montieren, was architektonische Flexibilität bietet, ohne die Systemkomplexität zu erhöhen.

Leistungskennzahlen und Schnittstellenintegration
Bei hochdynamischen Motorsystemen ist die Minimierung der Signalverzögerung eine wesentliche Anforderung. Die Sensoren arbeiten mit einer extrem geringen Latenz von 1,5 Mikrosekunden und erreichen eine Winkelgenauigkeit von unter 0,1 Grad. Die Komponenten sind mit Standard-Magnetkonfigurationen kompatibel und unterstützen einen Magnetfeldbereich zwischen 20 Millitesla (mT) und 120 mT. Für die Anbindung an bestehende Motor-Controller-Architekturen unterstützen die Sensoren mehrere Datenübertragungsprotokolle, einschließlich Serial Peripheral Interface (SPI), ABZ, UVW und Pulsweitenmodulation (PWM).

Automobilsicherheit und Anwendungsbereich
Die Skalierung der Robotik und die Elektrifizierung von Automobilantrieben treiben den Einsatz fortschrittlicher BLDC-Motoren voran. Zur Unterstützung dieser kritischen Einsatzbereiche entsprechen die für den Automobilbereich qualifizierten Varianten der Familie mit der Bezeichnung TLE49012 den Standards für funktionale Sicherheit nach ISO 26262. Diese spezifischen Varianten erreichen die Klassifizierung Automotive Safety Integrity Level B (ASIL B), was ihre Eignung für sicherheitskritische Motorsteuerungssysteme in modernen Fahrzeugplattformen bestätigt.

Zusätzlicher Kontext
Dieser Abschnitt beschreibt technische Spezifikationen und Wettbewerbs-Benchmarking, die in der ursprünglichen Pressemitteilung nicht enthalten sind.

Auf dem Markt für magnetische Winkelsensoren für Automobil- und Industrieanwendungen konkurriert Infineon direkt mit Herstellern wie Melexis, Allegro MicroSystems und ams OSRAM. Für die Steuerung von Hochgeschwindigkeits-BLDC-Motoren sind Latenz und Winkelgenauigkeit die primären Leistungskennzahlen. Die Latenz von 1,5 Mikrosekunden der TLx49012-Serie positioniert sie wettbewerbsfähig gegenüber Alternativen wie der AS5147-Serie von ams OSRAM, die typischerweise mit Signallaufzeiten von annähernd 1,9 Mikrosekunden arbeitet.

Hinsichtlich der funktionalen Sicherheit ist die ASIL B-Einstufung der TLE49012-Varianten für viele Nebenaggregate im Automobilbereich ausreichend, wie etwa Flüssigkeitspumpen und HLK-Gebläse (Heizung, Lüftung, Klimatechnik). Für primäre sicherheitskritische Systeme wie elektronische Servolenkungen (EPS) oder Bremssysteme für fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) bieten Wettbewerber wie Allegro MicroSystems jedoch Einzelsensoren mit nativer ASIL D-Konformität an. Diese höhere Sicherheitszertifizierungsstufe wird von Sensorherstellern typischerweise andernfalls durch Dual-Die- oder redundante Sensorkonfigurationen abgedeckt.

Bearbeitet von Aishwarya Mambet, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.

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