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Feb . 2025

新品 | 英飛凌推出ASIL-C等級的角度感測器TLE49SR,滿足汽車底盤等應用需求

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隨著汽車電氣化的蓬勃發展,特別是SiC等裝置在能量變換環節的大量使用,因高壓、高頻功率變換給車內環境造成了大量雜散磁場幹擾,主機廠和Tier 1 提出了對於DC雜散磁場的抑制能力達到 4000A/m (約5mT)的應用指標。


基於這項需求,英飛凌在2024年推出了業界領先的XENSIV™ TLE49SR角度感測器系列。該角度感測器無需任何屏蔽措施,即可實現高達8mT的抗雜散磁場干擾能力。同時,TLE49SR本身的測量精度可達到角度誤差小於1°,如果採用經多點校準(採用16個可變點或 32個等距點)構建的片內查找表可進一步減小角度誤差至小於0.5°的水平,該功能有助於補償因製造過程中的機械偏差等原因造成的角度誤差。


TLE49SR系列角度感測器依據 ISO 26262 標準開發,滿足功能安全等級ASIL-C,方便建構系統級的ASIL-D功能安全目標。該產品適用於電子輔助轉向、車輛高度調平等汽車底盤等安全類系統級應用。

1 檢測原理

TLE49SR片內內建有4個平面霍爾,偵測垂直於晶片表面的磁場。對角放置的每2個霍爾形成1組差分霍爾(如下圖的Hall 1與Hall 3,Hall 2與Hall 4),外部雜散磁場(由綠色箭頭顯示)對差分霍爾形成的共模部分在運算時被減去,而被測磁鐵的磁場形成的差分部分被保留,晶片後級運算後被保留,晶片後級。

2 雜散磁場抑制能力

如前所述,目前主機廠和Tier 1提出對於DC磁場的抑制能力要求達到 4000A/m (約5mT) ,該值實際上已經超過了ISO11452-8 level IV 的最高測試要求(3000A/m (~3.8mT))。而TLE49SR的對DC磁場的抑制能力可以達到±8mT,對AC磁場的抑制能力達±1.25mT,遠超過目前OEM/Tier 1的要求。

3 TLE49SR的差異化特性

除了抗雜散幹擾的核心功能外,TLE49SR還可提供以下差異化特性:


(1)低延遲時間,最快可達9.8us,適用於高速運動場景下的角度測量,最高偵測轉速可達10000rpm。

TLE49SR的延遲時間tlatency= tjitter+ tnotch+ tIIR,訊號濾波時間tIIR可以使用者自行配置,下表顯示最短的延遲時間可以達到9.8us,前提是將濾波器頻寬設定為最高頻寬49.2 kHz,可以在訊號濾波級造成tIIR =42868.Ft =49.848.Ft = 47.Ft.

(2)角速度輸出模式

SENT及SPC輸出的晶片可將Data Nibble配置為角度或角速度輸出,而角速度模式下又可配置為如下4種模式,獲得針對不同速率下的解析度與延遲時間。

(3)測量同時觸發功能

TLE49SR的SPC輸出類別產品可使用Frameholder機制同時觸發最多4個TLE49SR進行角度測量,之後再在SPC匯流排上以位址逐一取得資料。在需要多個TLE49SR同時測量角度以保持資料高度一致的場景下(例如冗餘校驗),此功能非常實用。

(4)測量範圍可編程

首先TLE49SR可以在0~360°範圍內任意設定輸出角度的箝位上限和箝位下限。

其次也可以將測量範圍配置為如下圖所示的4*90°和3*120°兩種分段模式,角度所處的象限值會隨具體角度值一起輸出,該功能為車身高度類應用做下線校準提供了便利。

(5)多樣化的封裝和輸出協議

從輸出訊號來看,TLE49SR分為電流輸出型(兩線制)和電壓輸出型(三線制)2種,電流輸出型產品使用PSI5協議,電壓輸出型產品使用PWM,SENT,SPC協定。


從封裝形式來看,TLE49SR目前使用了直插(PG-SSO-3-41)和貼片(PG-TDSO-8-1)兩種形式。其中直插封裝PG-SSO-3-41內部封裝了矽電容,使用者可以將晶片直接封裝進模組內進行二次注塑,無需做PCB載板,不僅提升了EMC能力,也使安裝更加緊湊。

下表囊括了目前TLE49SR由不同輸出和封裝組合所得到的所有型號:

4 TLE49SR的CRC校驗

(1)TLE49SRS/C(SENT和SPC輸出)產品採用種子為 0101,多項式為X4+X3+X2+1的CRC校驗。一般來說MCU用內嵌查表法可以加快運算速度,下面程式為用查表法對如下Frame的CRC校驗C語言程式碼。

(2)TLE49SRI3(PSI5輸出)產品採用種子為111,多項式為x3+x+1的CRC校驗。在此付了CRC校驗表,以方便用戶。


CrcLookup [8] = { 0,80,16,64,32,112,48,96};


如前文所述,TLE49SR是英飛凌順應汽車電氣化趨勢推出的新一代產品,目前該產品已在車身高度,方向盤扭力和轉角測量等應用中獲得眾多客戶的青睞;未來隨著電氣化的深入,其應用場景也將進一步拓展。英飛凌透過不斷創新為市場和客戶持續提供價值。

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