Melexis 推出面向安全关键汽车系统的 ASIL 就绪霍尔效应传感器

霍尔效应传感器产生与其遇到的磁场成正比的电压。这些器件作为耐用的接近、位置、速度和电流传感器，因无会磨损的运动部件而以长寿命著称。

Melexis 推出 MLX91377，一款面向电动助力转向（EPAS）等安全关键汽车环境的 ASIL 就绪线性霍尔效应 IC。作为脱离上下文的安全元件（SEooC）开发，MLX91377 满足 ISO 26262 要求并获得 AEC Q-100 Grade 0 认证。

当电流在磁场中通过导体或半导体时，霍尔效应产生可测量的横向电压。产生的电压是洛伦兹力与电场力的平衡，可用于检测磁场。

设计霍尔效应传感器需要响应目标物理参数的磁性系统，耦合将感测磁场转换为适合主机系统的标准模拟或数字信号的电子接口。

因非接触工作，霍尔传感器广泛用于接近、定位和速度应用。

最基本形式下，霍尔传感器作为模拟换能器，产生随磁场强度变化的电压，可解释为到霍尔板距离。也常配置为数字开/关开关，或作为速度计、点火系统、防抱死制动系统的速度指示器。

汽车应用要求跨宽温度范围——-40°C 至 160°C——性能表现，同时承受高振动和灰尘、液体等潜在污染。霍尔传感器必须在如此恶劣条件下多年保持可靠性。

MLX91377 凭借高达 160°C 工作温度范围、高线性度和卓越热稳定性——包括低失调和最小灵敏度漂移——为 EPAS 系统提供精准、可靠的扭矩感测，支持常规和自动驾驶模式。

MLX91377 适配多种汽车和工业非接触位置感测用例，包括转向扭矩传感器、加速/刹车/离合器踏板传感器、绝对线性位置传感器、浮子液位传感器、非接触电位器、小角度位置传感器和小行程位置传感器。

"MLX91377 全方位提升性能，赋能汽车扭矩感测等高要求安全关键应用。虽暂无开发板，但器件支持 Melexis 标准编程工具 PTC-04，" Melexis 全球营销经理 Nick Czarnecki 解释，职位为位置与速度传感器。

图 1：MLX91377 方框图

可编程测量范围和多点校准为设计师提供灵活性，多种输出协议允许单 IC 服务多样应用，减少重新认证工作和成本。短 PWM 码（SPC）协议实现同步测量——最多四个 MLX91377 以 2 kHz 同步——通过检测触发脉冲后传输数据，保证确定性延迟和高精度（图 1）。

"取决于输出类型，MLX91377 可由外部协议或内部触发。SPC 模式下，传感器等待主机微控制器触发脉冲，然后快速采集、数字化、补偿磁性数据，用可编程查找表线性化，以数字 SENT 格式发送。模拟模式下，传感器自主采集补偿数据输出比例电压供主机读取。两种接口广泛用于汽车，SPC 较新且通常在多 IC 配置中首选。SPC 的可触发特性确保所有传感器同时捕获磁场，最小化跨 IC 测量延迟。响应时间通常低于 500 µs，模拟模式更低。"

图 2：1.5 µs 拍时间模式和 H.2 格式下的 SPC 时序示意

SPC 模式下，MLX91377 收到触发脉冲即开始数据采集，无论配置模式，并在同一 SENT 帧内传输采集数据。此能力适用于任何等于或大于 1.5 µs 的拍时间（见图 2 和 3）。

图 3：SPC 标准主从配置

MLX91377 数字模式（SENT 或 SPC）达 ASIL-C 功能安全，模拟模式达 ASIL-B。提供全面晶片级诊断，检测内部故障并进入安全状态防止非预期车辆行为。

未来挑战将涉及日益苛刻的工作温度、车辆电气化带来的漏磁场抗扰增强、和不断提高的功能安全标准。

>> 本文原发于姊妹站 Power Electronics News。