2. 標(biāo)準(zhǔn)使用狀態(tài)

3. 驅(qū)動器外觀簡介&產(chǎn)品規(guī)格

• 1. 24V 電源和 CAN 通信集成端子；
• 2. 硬件版本及鐳雕二維碼；
• 3. MCU 下載口；
• 4. CAN 通信測試點；
• 5. 指示燈；
• 6. 安裝孔；
• 7. “C、A、B”是三相繞組焊接點；

產(chǎn)品規(guī)格
額定工作電壓	24VDC
允許最大電壓	28VDC
額定工作電流	6.5A
最大允許電流	23A
待機功耗	≤18mA
CAN 總線比特率	1Mbps
尺寸	Φ58mm
工作環(huán)境溫度	-20℃至50℃
控制板允許最大溫度	80℃
編碼器分辨率	14bit（單圈絕對值）

4. 驅(qū)動器接口圖，接口品牌型號

序號	板端型號	品牌廠家	線端型號	品牌廠家
1	XT30PB (2+2)-M.G.B	AMASS	XT30(2+ 2)-F.G.B	AMASS
2	2.0mm-2P焊盤	/	2.0mm-2P探針	/
3	2.54mm-4P焊盤	/	2.54mm-4P探針	/

5. 驅(qū)動器接口引腳定義

6. 驅(qū)動器指示燈定義

指示燈定義
電源指示燈（亮?xí)r紅燈）	用于指示 MCU 3.3V電源情況，總電源輸入 24V時， 該燈亮紅色，則證明整個網(wǎng)絡(luò)供電正常； 如果 24V 輸入電源時， 該指示燈不亮需要立刻斷掉電源；
信號指示燈（亮?xí)r藍燈）	當(dāng)信號燈閃爍時，證明 MCU 運行正常； 并且驅(qū)動芯片運行正常；

7. 主要器件及規(guī)格

序號	項目	規(guī)格及型號	數(shù)量
1	MCU 芯片	GD32F303RET6	1pcs
2	驅(qū)動芯片	6EDL7141	1pcs
3	磁編碼器芯片	AS5047P	1pcs
4	熱敏電阻	NXFT15XH103FEAB021 NCP18XH103F03RB	2pcs
5	功率 MOS	JMGG031V06A	6pcs

8. ams ORSAM：AS5047P磁編的優(yōu)勢

• 1. 所有產(chǎn)品均支持DAEC(動態(tài)角度誤差補償)，此技術(shù)可讓電機在高速旋轉(zhuǎn)時大大降低系統(tǒng)延遲
• 2. AS5047系列-40 to 125的工作溫度 屬于工規(guī)產(chǎn)品AS5147/AS5247系列-40 to 150的工作溫度屬于車規(guī)產(chǎn)品；
• 3. AS5047U ABI可達到14bit, 轉(zhuǎn)速28000轉(zhuǎn)/分鐘，是AS5047系列中最高的，且支持DFS（動態(tài)過濾系統(tǒng)）綜合性價比最高；
• 4. AS5047P/AS5047U 為 Pin to Pin 產(chǎn)品。

簡介

幾十年來，霍爾效應(yīng)磁性傳感器技術(shù)一直被用于探測磁極性器件的存在或位置。大約自2010年起，包括艾邁斯歐司朗在內(nèi)的傳感器公司一直在探索如何將完整的信號鏈（從霍爾傳感器元件到信號調(diào)節(jié)、信號處理和通信接口）整合到采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS制造工藝的單芯片系統(tǒng)中，以便提高磁性位置傳感器的應(yīng)用價值。
整合旨在生產(chǎn)出具有以下特性的磁性位置傳感器系統(tǒng)：

• 更小更輕，以便將適應(yīng)于空間受限的應(yīng)用
• 具有競爭力的價格，受益于大規(guī)模生產(chǎn)CMOS芯片工藝帶來的經(jīng)濟效益
• 更易于實現(xiàn)的應(yīng)用設(shè)計，通過大多數(shù)微控制器和微處理器所支持的一系列標(biāo)準(zhǔn)接口提供計算的位置坐標(biāo)
• 提供有價值的特性，包括有助于提供可靠運行的監(jiān)控、安全性和診斷功能磁性傳感器芯片制造商已經(jīng)采用了各種方式來整合霍爾效應(yīng)技術(shù)，其產(chǎn)品在成本與性能和功能之間進行了不同的權(quán)衡取舍。
  在汽車行業(yè)中，磁性位置傳感器的應(yīng)用具有更為獨特且嚴苛的要求。
  本白皮書解釋了通用磁性位置傳感器為何不能充分滿足這些要求的原因，并描述了艾邁斯歐司朗開發(fā)的獨有（在某些情況下受專利保護）傳感器技術(shù)如何為未來的乘用車和商用車提供所需的可靠性、穩(wěn)健性和準(zhǔn)確性。

1. 霍爾磁效應(yīng)：磁性位置傳感的主要技術(shù)

美國物理學(xué)家Edwin Hall在1879年發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)，它是指當(dāng)將磁場垂直于電流方向時，在載流導(dǎo)體兩端會產(chǎn)生電壓差。電壓差的大小取決于導(dǎo)體的制成材料、電流和磁場強度。霍爾效應(yīng)生效的數(shù)學(xué)模型眾所周知，它可以方便地用于開發(fā)磁性檢測開關(guān)和位置傳感器。

1.1. 霍爾效應(yīng)磁性傳感器的屬性

霍爾效應(yīng)傳感器包括一個或多個嵌入式磁性元件。當(dāng)外部磁場接近傳感器時，它將改變嵌入式磁場的極性和強度。隨著磁場改變，傳感器兩端的電壓差也會改變。這使傳感器能夠探測到外部磁場的存在，例如，簡單的磁性開關(guān)提供的一項有用功能是檢測筆記本電腦上蓋的打開和閉合，該應(yīng)用需要在筆記本電腦鉸鏈的兩邊配備一個霍爾效應(yīng)傳感器和一個磁體。自本世紀(jì)初以來，霍爾效應(yīng)傳感器技術(shù)經(jīng)過發(fā)展，已經(jīng)能夠?qū)€性和旋轉(zhuǎn)位置進行極其精確的測量。
艾邁斯歐司朗的AS5270是一款典型的旋轉(zhuǎn)位置傳感器，其最大積分非線性是±1.4°，并采用12位分辨率（即以0.09°增量）測量旋轉(zhuǎn)位置。旋轉(zhuǎn)位置傳感應(yīng)用可以通過簡單的組件來實現(xiàn)，該組件由一個固定的傳感器板垂直于裝在轉(zhuǎn)子軸上的旋轉(zhuǎn)磁體安裝構(gòu)成。整個組件小巧輕便，這種屬性對移動和便攜式終端產(chǎn)品來說至關(guān)重要。例如，AS5270的占用面積僅為6mm x 6mm，在傳感器板上需要的小型外部元器件通常不足十個。
磁性位置傳感器不僅體積小、重量輕，而且與其他傳感器技術(shù)相比，它們還具有明顯的系統(tǒng)成本優(yōu)勢。器件制造商通過開發(fā)已經(jīng)有能力以互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)標(biāo)準(zhǔn)工藝生產(chǎn)霍爾效應(yīng)磁性傳感器。由于CMOS工藝擁有龐大且完善的工具、材料和設(shè)備供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)的支持，因此半導(dǎo)體傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)的規(guī)模經(jīng)濟效益。

圖1：艾邁斯歐司朗磁性位置傳感器的通用信號路徑。

1.2. 與其他位置傳感器技術(shù)的比較

磁性位置傳感器的屬性與傳統(tǒng)設(shè)計中用于電機等應(yīng)用的舊位置傳感技術(shù)的屬性形成明顯對比。

電位器采用接觸式方法測量旋轉(zhuǎn)運動。電位器由一個電阻元件、一個可沿該元件移動的滑動觸點（滑動片）、位于元件兩端的電氣端子、可將滑動片從一端移向另一端的機械裝置（例如轉(zhuǎn)子）和一個包含元件和滑動片的外殼組成。當(dāng)滑動片沿著元件移動時，元件的電阻值會發(fā)生變化。電位器通過測量該電阻值的改變來測量位置。由于電位器是一種接觸式技術(shù)，因此易于發(fā)生機械磨損，并且可能會因撞擊或振動而影響性能。此外，阻性元件上的污物、灰塵、油脂或水分等污染會有損性能，甚至導(dǎo)致提前失效。需要采用昂貴且笨重的外殼對電位器加以密封并防止污物進入。非接觸式磁性傳感技術(shù)不受這些污物的影響，因此不需要這類保護。所以，磁性傳感器系統(tǒng)往往比電位器更小巧、更經(jīng)濟且更可靠，前者不適合當(dāng)今的汽車應(yīng)用。

光學(xué)編碼器通過檢測帶有明暗開槽的碼盤，在LED光源和光電二極管光傳感器之間旋轉(zhuǎn)時。通過感知連續(xù)的明和暗脈沖測量可以實現(xiàn)精確的位置定位，即使在高轉(zhuǎn)速下也是如此。由于光學(xué)編碼器是一種非接觸式技術(shù)（與磁性位置傳感器相同），因此不會發(fā)生機械磨損。但是，污染會損害發(fā)射器和光傳感器的性能，從而引起在汽車應(yīng)用中可靠性的擔(dān)憂。另外，光學(xué)系統(tǒng)體積龐大，并且要求容差非常低的精確組裝。

旋轉(zhuǎn)變壓器是一項成熟且常見的技術(shù)，用于汽車應(yīng)用中的旋轉(zhuǎn)位置檢測。它可以在高轉(zhuǎn)速下精確地測量位置。但是，旋轉(zhuǎn)變壓器龐大笨重且價格昂貴，從而促使汽車系統(tǒng)設(shè)計人員在越來越多的應(yīng)用中采用磁性傳感器作為替代產(chǎn)品。在消費電子和許多工業(yè)應(yīng)用中，霍爾效應(yīng)磁性傳感器廣受歡迎。由于使用壽命長、體積小且成本低，簡單的磁性傳感器被廣泛用作開關(guān)探測器和位置指示器。但是，人們發(fā)現(xiàn)這些通用器件不適合應(yīng)用于汽車行業(yè)中的特殊工作條件。

2. 低成本通用霍爾技術(shù)的不足之處：汽車行業(yè)的特殊要求

在汽車應(yīng)用中，對緊湊、精確的位置傳感器的需求有望大幅增長。全球汽車磁性傳感器市場規(guī)模在2018年剛剛超過10億美元，預(yù)計到2026年將增長到16億美元。該增長在很大程度上受到電氣化的推動，不僅是牽引系統(tǒng)的電氣化，還包括輔助功能（如動力轉(zhuǎn)向和離合器）的電氣化。以電子方式而非機械方式或液壓方式進行的傳動和控制（例如轉(zhuǎn)向和換）， 可以改善性能、提高可靠性并減小重量和尺寸。

2.1. 汽車應(yīng)用對磁傳感器的需求增長

這些屬性對下列面向霍爾傳感器技術(shù)的汽車應(yīng)用非常重要：

• 電子助力轉(zhuǎn)向中的電機位置傳感器
• 底盤位置傳感器
• 雙離合變速器中的電機位置傳感器
• 混合動力車輛和純電動車輛中的牽引電機位置傳感器
• 方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器

在這些應(yīng)用中，霍爾效應(yīng)磁性傳感器已成為主導(dǎo)技術(shù)，比上述第1.2節(jié)中的替代方案更受青睞。

• 重量更輕的霍爾傳感器解決方案有助于汽車制造商降低油耗
• 尺寸更小可增加機械設(shè)計的靈活性
• 與旋轉(zhuǎn)變壓器等替代技術(shù)相比，大批量生產(chǎn)的CMOS器件成本更低，有利于汽車制造商管理材料清單成本

2.2. 用于汽車設(shè)計的磁性傳感器的特殊要求

對重要的安全關(guān)鍵型汽車功能的設(shè)計人員來說，霍爾效應(yīng)磁性傳感器技術(shù)具有強大的吸引力。但是汽車行業(yè)對質(zhì)量、可靠性和安全性有著特殊要求，在消費電子產(chǎn)品中大量使用的普通規(guī)格通用霍爾效應(yīng)傳感器并不適用。

• 質(zhì)量：PPAP和ISO/TS 16949等認證以及AEC-Qxxx系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了汽車行業(yè)對可重復(fù)性、可追溯性和生產(chǎn)質(zhì)量的超高要求。這些標(biāo)準(zhǔn)不僅適用于元器件（芯片），而且適用于整個傳感器組件。
• 可靠性：用于關(guān)鍵汽車應(yīng)用的器件的規(guī)定使用壽命至少為10年，并且其工作溫度范圍比普通消費電子或工業(yè)類器件的正常溫度范圍更寬。
• 安全性：適用于車輛電子系統(tǒng)的ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)使汽車制造商對電子系統(tǒng)的安全設(shè)計和安全性能的關(guān)注大幅提高，包括基于霍爾效應(yīng)器件的位置傳感系統(tǒng)的性能。

通用霍爾傳感器使汽車OEM廠商在上述所有三項參數(shù)方面面臨更大的故障或不符合汽車行業(yè)典型性能規(guī)格的風(fēng)險。汽車制造商即便在量產(chǎn)車輛中安裝了某些符合汽車級認證的磁性位置傳感器，也仍然會遇到可靠性問題和安全性問題。

2.3. 雜散磁場干擾帶來的風(fēng)險

產(chǎn)生汽車位置傳感器可靠性問題的最重要原因是外部電磁干擾。霍爾效應(yīng)傳感器的工作原理是檢測和測量靠近傳感器的小而弱的磁體運動所引起的芯片表面的磁場變化。在沒有外部磁場的理想工作環(huán)境中，芯片磁場變化產(chǎn)生的電壓信號完全歸因于匹配磁體的運動。

但是汽車對于磁性傳感器而言并不是一個理想工作環(huán)境。諸如電機、螺線管和高壓電纜之類的汽車元器件會產(chǎn)生強磁場。如果這些元器件離傳感器較近，它們的“雜散”磁場會干擾配對磁體產(chǎn)生的磁場，從而導(dǎo)致在傳感器芯片的嵌入式霍爾傳感元件處傳感到的信號失真。

這種失真會導(dǎo)致隨機測量誤差，并有損傳感器位置測量輸出的準(zhǔn)確性。例如，在電動車輛的牽引電機中，這可能會導(dǎo)致動力的嚴重減少或完全喪失，或者導(dǎo)致車輪轉(zhuǎn)動的不均衡、顛簸或無法預(yù)測。

2.4. 汽車用戶對磁性位置傳感器的質(zhì)量和安全性的擔(dān)憂

汽車電機中磁性傳感器的采用也讓人們開始關(guān)注生產(chǎn)單位中裝配結(jié)構(gòu)的可重復(fù)性。所有霍爾效應(yīng)位置傳感器測量的是相對于配對磁體的位置。例如，在電機中，安裝在電機軸上的配對磁體相對于靜止傳感器IC旋轉(zhuǎn)。

每個傳感器IC對于傳感器和磁體之間氣隙的變化，以及磁體中心點和傳感器中心點之間的偏差都有一個指定的公差。因為在生產(chǎn)環(huán)境中可達到的組裝公差與傳感器IC規(guī)定的公差不匹配，汽車制造商面臨著生產(chǎn)質(zhì)量問題。

隨著ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)的采用，磁性位置傳感器的使用也開始遭到質(zhì)疑。符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)要求在系統(tǒng)層面上進行嚴格的失效模式和影響分析(FMEA)，并采取安全對策來應(yīng)對與已知失效模式相關(guān)的風(fēng)險。

在基于磁性位置傳感器的位置測量系統(tǒng)中，該FMEA強調(diào)了在傳感器中能保證檢測故障以及具有內(nèi)置安全程序的必要性，以確保在檢測到故障后能夠繼續(xù)運行或安全關(guān)閉。

通用磁性位置傳感器產(chǎn)品缺乏診斷、監(jiān)控和安全失效功能，這些功能在器件失效時無法保證系統(tǒng)安全。它們也不受符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)、生產(chǎn)流程和文檔支持。

3. 智能霍爾傳感器：增強型霍爾效應(yīng)傳感器技術(shù)可滿足汽車行業(yè)的要求

在上文中，艾邁斯歐司朗描述了質(zhì)量、可靠性和安全性設(shè)計方面的問題，這些問題來自于采用普通規(guī)格的通用磁性位置傳感器的體驗，即使對這些傳感器進行修改以達到AEC-Qxxx汽車級認證也是如此。

現(xiàn)在，本文將介紹艾邁斯歐司朗在用于汽車應(yīng)用的磁性位置傳感器中實現(xiàn)的一系列技術(shù)創(chuàng)新，例如電動和混合動力車輛的牽引電機、電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、底盤和懸架控制系統(tǒng)、雙離合變速和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。這些創(chuàng)新的融合，使艾邁斯歐司朗能夠創(chuàng)建全新類別的“智能霍爾傳感器”增強型磁性傳感器，提供可靠性、高質(zhì)量和安全性功能，以支持嚴苛汽車條件下的使用期限。

3.1. 差分傳感可免受雜散磁場干擾

艾邁斯歐司朗因首次發(fā)明了基于半導(dǎo)體、可免受幾乎任何幅度的雜散磁場干擾的技術(shù)而在傳感器領(lǐng)域廣為人知。

艾邁斯歐司朗的差分傳感技術(shù)的原理基礎(chǔ)是在每個裸片上使用兩對霍爾傳感器元件，每個元件與裸片中心的距離都相等。為了計算旋轉(zhuǎn)位置或角度，片上處理器測量由兩對霍爾元件產(chǎn)生的磁場信號之間的差異。由于可以假定任何雜散磁場對兩對霍爾元件都具有相同的影響，因此差分測量方法會自動減去外部干擾。

艾邁斯歐司朗的汽車磁性傳感器通過認證，可免受相當(dāng)于4,000A/m（根據(jù)ISO 11452-8:2015標(biāo)準(zhǔn)）的外部磁場導(dǎo)體的干擾。

圖2：由于采用了艾邁斯歐司朗的差分測量技術(shù)，無需增設(shè)屏蔽。

3.2. 雙晶元封裝技術(shù)可實現(xiàn)完全冗余

艾邁斯歐司朗的專利技術(shù)助力雙晶元傳感器封裝制造的實現(xiàn)，該封裝提供了完全冗余：如果一個晶元的傳感器通道失效，第二個冗余通道可以立即接管測量操作。艾邁斯歐司朗的創(chuàng)新之處在于將冗余晶元放置在主晶元下方，從而使雙晶元封裝的占用面積與傳統(tǒng)的單晶元器件相同。這種節(jié)省空間的設(shè)計簡化了汽車制造商的電路板布局，同時支持用于符合ISO 26262的ASIL C或ASIL D等級的系統(tǒng)中。

圖3：艾邁斯歐司朗雙晶元封裝。位于同一外殼中完全冗余的傳感器。

3.3. 符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的高級安全功能

除了雙晶元封裝專利技術(shù)之外，艾邁斯歐司朗的知識產(chǎn)權(quán)還擴展到支持符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)的其他各種特性。這些特性包括：

• 自動檢測失效霍爾傳感器元件
• 擴展的片上故障診斷，包括檢測缺失磁體或未對準(zhǔn)磁體
• 安全失效功能可在傳感器發(fā)生故障時確保系統(tǒng)安全運行
• 自動增益控制(AGC)增強

3.4. 與功能安全兼容的開發(fā)流程

在評估將位置傳感器用于安全關(guān)鍵型汽車系統(tǒng)時，許多設(shè)計團隊將從研究產(chǎn)品的特性和規(guī)格開始。 但是，為了符合ISO 26262的要求，也需要仔細制定傳感器的開發(fā)和生產(chǎn)過程的規(guī)范。艾邁斯歐司朗的位置傳感器開發(fā)完全符合功能安全的特殊要求。尤其是，艾邁斯歐司朗的位置傳感器開發(fā)方法可歸類為“獨立安全單元”SEooC)流程。此外，艾邁斯歐司朗還針對所有汽車位置傳感器提供了符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的文檔，包括FMEA、安全手冊和安全審核。

3.5. 封裝和組裝創(chuàng)新

汽車位置傳感器系統(tǒng)的質(zhì)量取決于兩個因素：位置傳感器模塊本身的固有質(zhì)量以及其在應(yīng)用中的組裝質(zhì)量。電機組裝中最重要的參數(shù)是與電機軸的對準(zhǔn)，因為通常磁性位置傳感器系統(tǒng)設(shè)計為居中于軸上方。未對準(zhǔn)會嚴重影響傳感器角度測量的準(zhǔn)確性。

艾邁斯歐司朗的電機對準(zhǔn)專利技術(shù)大大簡化了在生產(chǎn)線上進行單元組裝的校準(zhǔn)過程，可幫助汽車制造商在整個生產(chǎn)過程中獲得高質(zhì)量且可重復(fù)的結(jié)果，同時可最大限度地減少返工。

艾邁斯歐司朗的創(chuàng)新還擴展到推出采用系統(tǒng)級封裝(SiP)形式的汽車級位置產(chǎn)品，該產(chǎn)品整合了傳感器和外部元器件，從而使客戶無需開發(fā)和制造自己的位置傳感器電路板。

圖4：艾邁斯歐司朗系統(tǒng)級封裝。傳感器芯片和無源元器件集成在一個封裝內(nèi)。

3.6. 性能創(chuàng)新

與典型的消費電子應(yīng)用相比，汽車系統(tǒng)的質(zhì)量需求對測量輸出的準(zhǔn)確性提出了更嚴格的容差要求。

簡而言之，汽車系統(tǒng)設(shè)計人員要求高水平的可信度，即位置傳感器的所有生產(chǎn)單元都能在應(yīng)用中達到數(shù)據(jù)手冊中的標(biāo)稱精度。

艾邁斯歐司朗在其汽車位置傳感器中實施多項專利技術(shù)，旨在在眾多生產(chǎn)單元范圍內(nèi)實現(xiàn)質(zhì)量一致性。例如：- DAEC?技術(shù)（動態(tài)角度誤差補償），可以補償傳感器在高轉(zhuǎn)速下的傳播延遲影響，從而在轉(zhuǎn)速高達28,000rpm時生成高精度的補償角度測量值。

• 動態(tài)偏移校正，可自動校正所有磁性位置傳感器固有的測量偏移。這種自校準(zhǔn)技術(shù)無需增設(shè)線路末端校準(zhǔn)，并校正了在傳感器整個使用期限內(nèi)的溫度漂移影響。
• 自動增益控制(AGC)，可擴大在傳感器系統(tǒng)在組裝過程產(chǎn)生變化的容差度。艾邁斯歐司朗位置傳感器中的 AGC 功能會在 0-3mm 范圍內(nèi)自動調(diào)整，以適應(yīng)傳感器及其配對磁體之間的氣隙差異。它還可以調(diào)節(jié)由于溫度波動和噪聲幅度變化而引起的傳感器性能變化，從而在整個時間、溫度和工作條件范圍內(nèi)實現(xiàn)高度穩(wěn)定的測量性能。

3.7. 汽車專用的特性和資源

艾邁斯歐司朗的磁性位置傳感器系列已經(jīng)擴展到了汽車領(lǐng)域所需且獨有的特性，例如PSI5和SENT接口。

艾邁斯歐司朗還希望通過以下方式來支持其汽車工程客戶，包括：提供面向評估和開發(fā)的專用工具（例如適配器板、磁體支架、模擬軟件和基于LabView的開發(fā)軟件）；提供適用于特定汽車應(yīng)用的演示系統(tǒng)，例如踏板角度傳感和電動助力轉(zhuǎn)向角度傳感；發(fā)布磁體選擇指南、磁體供應(yīng)商建議和磁體分析；以及完整的應(yīng)用筆記、網(wǎng)絡(luò)研討會和教程視頻庫。

4. 結(jié)論

霍爾磁性傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)中已經(jīng)遇到了阻力，以成本驅(qū)動方式推廣霍爾傳感器通用器件已顯現(xiàn)不足。因其對雜散磁場干擾的敏感性以及難以在符合 ISO 26262 功能安全標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)設(shè)計中實施，這些器件很難應(yīng)用在系統(tǒng)設(shè)計之中。但是，僅因某些霍爾效應(yīng)器件不適合使用就避免使用霍爾技術(shù)并不恰當(dāng)。 由艾邁斯歐司朗開發(fā)的智能霍爾傳感器技術(shù)保留了霍爾效應(yīng)半導(dǎo)體在位置傳感應(yīng)用中的所有優(yōu)勢：基于智能霍爾傳感器的系統(tǒng)體積小、重量輕、可靠耐用且不會發(fā)生磨損和污染。

而且，艾邁斯歐司朗使用的智能霍爾傳感器增強性能意味著這些器件提供汽車OEM所需的關(guān)鍵特性，包括抗雜散磁性干擾、符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)級質(zhì)量以及高測量精度和線性度，并且在整個時間、溫度和工作條件范圍內(nèi)都能保持穩(wěn)定。

由于艾邁斯歐司朗在其磁性位置傳感器系列內(nèi)實施的特有創(chuàng)新，霍爾效應(yīng)傳感器得以成為一項富有價值的技術(shù)，適用于汽車中的所有任務(wù)關(guān)鍵型和安全關(guān)鍵型應(yīng)用，例如電機位置傳感、踏板角度傳感和方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感。

作者簡介

Michael Pichler現(xiàn)任高級系統(tǒng)工程師，負責(zé)非接觸式磁性和感應(yīng)式位置傳感器，專注于汽車環(huán)境中的電機控制和角度傳感應(yīng)用。

他還負責(zé)有關(guān)系統(tǒng)設(shè)計和傳感器集成的大客戶技術(shù)支持。

文章來源：

??White+paper_Smart+Hall+Sensors_112023_CN.pdf

先把各型號的主要規(guī)格參數(shù)進行表格整理

型號	芯片架構(gòu)圖	精度(線性誤差)	輸出分辨率	最大速度	輸出類型	編程接口	供電電壓	供電電流	特點	工作溫度	封裝
			角度	轉(zhuǎn)/分鐘			V	mA		℃
AS5047D-ATST(4500pcs/reel) AS5047D-ATSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	14.5k	ABI11bit UVW 7PP SPI14bit PWM12bit	SPI	3.3 或 5.0	15	DAEC?	-40 to 125	TSSOP14
AS5047P-ATST(4500pcs/reel) AS5047P-ATSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	28K	ABI12bit UVW7PP SPI14bit PWM12bit	SPI	3.3 或 5.0	15	DAEC?	-40 to 125	TSSOP14
AS5047U-HTST(4500pcs/reel) AS5047U-HTSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	28K	ABI14bit UVW7PP SPI14bit PWM12bit	SPI	3.3 或 5.0	15	DAEC? ，DFS	-40 to 125	TSSOP14
AS5147-HTST(4500pcs/reel) AS5147-HTSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	14.5k	ABI11bit UVW7PP SPI14 bitPWM12bit	SPI	3.3 or 5.0	15	DAEC?，Low price	-40 to 150	TSSOP14
AS5147P-HTST(4500pcs/reel) AS5147P-HTSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	28k	ABI12bit UVW7PP SPI14bit PWM12bit	SPI	3.3 or 5.0	15	DAEC?	-40 to 150	TSSOP14
AS5147U-HTST(4500pcs/reel) AS5147U-HTSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	28k	ABI14bit UVW7PP SPI14 bit PWM12bit	SPI	3.3 or 5.0	15	DAEC?，DFS	-40 to 150	TSSOP14
AS5247-HMFT(4000pcs/reel) AS5247-HMFM(1000pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	14.5k	ABI11bit UVW7PP SPI14 bit PWM12bit	SPI	3.3 or 5.0	30	DAEC?，DFS ，Stacked dual die	-40 to 150	MLF-40
AS5247U-HTST(4500pcs/reel) AS5247U-HTSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	28k	ABI14bit UVW7PP SPI14 bit PWM12bit	SPI	3.3 or 5.0	30	DAEC?，DFS ，Stacked dual die	-40 to 150	TSSOP14
AS5247U-HTQT(2000pcs/reel)

從上圖中不難看出：

1. 所有產(chǎn)品均支持DAEC(動態(tài)角度誤差補償)，此技術(shù)可讓電機在高速旋轉(zhuǎn)時大大降低系統(tǒng)延遲；

2. AS5047系列-40 to 125的工作溫度 屬于工規(guī)產(chǎn)品，AS5147/AS5247系列-40 to 150的工作溫度屬于車規(guī)產(chǎn)品；
3. AS5047U ABI可達到14bit, 轉(zhuǎn)速28000轉(zhuǎn)/分鐘，是AS5047系列中最高的，且支持DFS（動態(tài)過濾系統(tǒng)），綜合性價比最高；(??優(yōu)惠訂貨，具體可聯(lián)系我司)
4. AS5047P/AS5047U 為 Pin to Pin 產(chǎn)品。

工業(yè)位置傳感器——開啟智能家居和工業(yè)領(lǐng)域，創(chuàng)造新的應(yīng)用，提升我們的日常生活。

工業(yè)機器人高速應(yīng)用

電機位置檢測-在更高的轉(zhuǎn)速下也能實現(xiàn)靈活設(shè)計和高度精確的位置感測：工業(yè)行業(yè)電機、機器人關(guān)節(jié)電機位置、電動驅(qū)動電機以及所有其他采用BLDC電機、PMSM電機或伺服電機控制的電機驅(qū)動應(yīng)用。

消費級的位置傳感器

非接觸式和超精確位置傳感連接器在許多不同的應(yīng)用中：機器人關(guān)節(jié)的位置感應(yīng)、機器人夾具位置、旋轉(zhuǎn)旋鈕和開關(guān)、電位器替換、電動自行車變速器位置。

線性位置傳感器

具有靈活且小型化的無接觸線性運動感應(yīng)：智能牙刷頭、攝像鏡頭位置、伺服驅(qū)動和在醫(yī)療手術(shù)機器人中的可靠定位傳感。

3. 電源掉電模式下的功耗。

車規(guī)級位置傳感器

實現(xiàn)車輛的先進電氣化，為更安全、更智能、更環(huán)保的駕駛體驗做出貢獻。

車規(guī)級高速應(yīng)用

電機位置檢測——在更高的轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)精確且高度可靠的的位置感測：電動車牽引電機、變速箱編碼器、推桿電機（EPS-電動助力轉(zhuǎn)向）、電動伺服泵、電動剎車、起動機/發(fā)電機，以及光學(xué)編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器的更換。

車規(guī)級角度傳感器

在惡劣環(huán)境下的非接觸式和超高精度位置感測：主動懸掛系統(tǒng)的踏板位置、底盤離地高度、節(jié)氣門位置、變速箱位置、滾翻板、轉(zhuǎn)向角度、大燈控制、電位計、換擋桿、旋轉(zhuǎn)旋鈕。

文章來源：

產(chǎn)品簡介

關(guān)鍵詞：多光譜傳感器 光譜分析檢測 環(huán)境光閃爍 GPIO同步

AS7341 是一款 11 通道多光譜傳感器，適用于顏色檢測和光譜分析應(yīng)用。光譜響應(yīng)定義為大約 350 nm 至 1000 nm 的波長。 6 個通道可由獨立 ADC 并行處理，而其他通道可通過多路復(fù)用器訪問。 8 個光學(xué)通道覆蓋可見光譜，1 個通道可用于測量近紅外光，1 個通道是不帶濾光片的光電二極管（“透明”）。該器件還集成了一個專用通道來檢測 50Hz 或 60Hz 環(huán)境光閃爍。閃爍檢測引擎還可以緩沖數(shù)據(jù)以在外部計算其他閃爍頻率。 NIR 通道與其他 VIS 通道結(jié)合可以提供周圍環(huán)境光條件的信息（光源檢測）。該器件還可以通過 GPIO 引腳同步到外部信號。AS7341 通過納米光學(xué)沉積干涉濾光片技術(shù)將濾光片集成到標(biāo)準(zhǔn) CMOS 硅中，其封裝提供內(nèi)置光圈來控制進入傳感器陣列的光。

控制和頻譜數(shù)據(jù)訪問是通過串行 I2C 接口實現(xiàn)的。該器件采用超薄型封裝，尺寸為 3.1mm x 2mm x 1mm。

應(yīng)用領(lǐng)域

產(chǎn)品架構(gòu)圖

腳位框圖與描述

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相關(guān)資料

規(guī)格書

更多資料請聯(lián)系：support@www.y6683.cn

TCS3720 具有環(huán)境光、顏色 (RGB) 感應(yīng)和接近檢測功能。該器件在緊湊的 3.34mm x 1.36mm x 0.6mm OLGA 封裝中集成了兩個先進的發(fā)射器驅(qū)動器。

產(chǎn)品簡介

關(guān)鍵詞：ALS RGB Proximity Color Sensor 緊湊

TCS3720 具有環(huán)境光、顏色 (RGB) 感應(yīng)和接近檢測功能。該器件在緊湊的 3.34mm x 1.36mm x 0.6mm OLGA 封裝中集成了兩個先進的發(fā)射器驅(qū)動器。

環(huán)境光和顏色感應(yīng)功能提供四個并發(fā)環(huán)境光感應(yīng)通道：紅色、綠色、藍色和透明。 RGB 和透明通道覆蓋有 UV/IR 阻擋濾光片。該架構(gòu)可準(zhǔn)確測量環(huán)境光，并計算照度和色溫以管理顯示外觀。

接近功能同步紅外發(fā)射和檢測以感測附近的物體。該引擎的架構(gòu)具有自動最大化動態(tài)范圍、環(huán)境光減法、高級串?dāng)_消除和中斷驅(qū)動的 I2C 通信等功能。可通過可調(diào)節(jié) IR VCSEL 時序和功率來優(yōu)化靈敏度、功耗和噪聲。接近引擎識別檢測/釋放事件，并在接近結(jié)果超過上限或下限閾值設(shè)置時產(chǎn)生可配置中斷。

主要優(yōu)點和特征

應(yīng)用領(lǐng)域

產(chǎn)品架構(gòu)圖

腳位定義

腳位框圖

腳位描述

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相關(guān)資料

規(guī)格書

AS585x是一款 16 位、256 通道低噪聲電荷數(shù)字轉(zhuǎn)換器，專為數(shù)字 X 射線系統(tǒng)而設(shè)計。高度的可編程性可以在各種應(yīng)用中實現(xiàn)系統(tǒng)性能優(yōu)化?？焖?、低噪聲和低功耗的結(jié)合可最大限度地提高圖像質(zhì)量并最大限度地減少患者劑量和暴露，同時縮短上市時間。

產(chǎn)品簡介

AS585x 是一款 16 位、256 通道低噪聲電荷數(shù)字轉(zhuǎn)換器，專為數(shù)字 X 射線系統(tǒng)而設(shè)計。高度的可編程性可以在廣泛的應(yīng)用中實現(xiàn)系統(tǒng)性能優(yōu)化。快速、低噪聲和低功耗的結(jié)合可最大限度地提高圖像質(zhì)量并最大限度地減少患者劑量和暴露，同時縮短上市時間。

每個通道前端由電荷敏感放大器 (CSA) 和相關(guān)雙采樣器 (CDS) 組成，可消除信號中的偏移和閃爍噪聲，然后將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號?？焖倏煽康?LVDS 接口將輸出數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡狻?nèi)置診斷功能可實現(xiàn)信號鏈中的錯誤檢測。芯片上包含電壓基準(zhǔn)和溫度傳感器。 SPI 接口可輕松對器件參數(shù)進行編程。

不同的電源模式允許用戶最大限度地減少所選速度的電流消耗。 20、28.5、40 和 80 μs 的線路時間每個通道分別需要低至 3.1、2.6、1.6 和 1.1 mW。還提供特殊的 ADC 操作模式，可將最小線路時間減少至 15 μs，而不會增加功耗。此外，還可以將相鄰?fù)ǖ缹χ械碾姾杉釉谝黄?；通過這種分箱，最快可實現(xiàn)的線路時間為 10 μs。

應(yīng)用領(lǐng)域

產(chǎn)品選型

A-type COF（Chip on Flex）和 B-type COF 是指兩種不同的芯片封裝技術(shù)，它們都是將半導(dǎo)體芯片安裝在柔性基板上的方法，但在結(jié)構(gòu)和制造過程上存在差異。

1. 芯片安裝方向：
   • A-type COF：芯片是正面朝下（Face-down）安裝在柔性基板上的。這意味著芯片的正面（有電路的那面）朝向基板，與基板直接接觸。
   • B-type COF：芯片是正面朝上（Face-up）安裝在柔性基板上的。這意味著芯片的正面朝上，遠離基板。
2. 連接方式：
   • A-type COF：通常使用倒裝芯片技術(shù)（Flip-chip technology），其中芯片的焊盤或凸點（bumps）通過焊料與基板上的相應(yīng)墊點連接。
   • B-type COF：芯片的引腳或焊盤可能通過引線鍵合（Wire bonding）或倒裝芯片技術(shù)與基板上的墊點連接。
3. 結(jié)構(gòu)強度：
   • A-type COF：由于芯片正面朝下，這種結(jié)構(gòu)可能提供更好的物理保護，因為芯片的正面被基板覆蓋。
   • B-type COF：芯片的正面暴露在外，可能需要額外的保護措施。
4. 制造復(fù)雜性：
   • A-type COF：倒裝芯片技術(shù)可能更復(fù)雜，因為它需要在芯片的背面精確地放置凸點，并且對齊要求更高。
   • B-type COF：可能在制造上稍微簡單一些，尤其是如果使用引線鍵合技術(shù)。
5. 應(yīng)用領(lǐng)域：
   • A-type COF：由于其高連接密度和良好的物理保護，通常用于需要緊湊封裝和高可靠性的應(yīng)用。
   • B-type COF：可能更適用于那些對封裝密度要求不是特別高，或者在制造成本上需要更加經(jīng)濟的應(yīng)用。
6. 成本：
   • A-type COF：由于其復(fù)雜的制造過程，可能會有更高的制造成本。
   • B-type COF：可能在成本上更具優(yōu)勢，尤其是在大批量生產(chǎn)時。

在選擇 A-type 或 B-type COF 時，制造商會根據(jù)產(chǎn)品的具體需求、成本預(yù)算、制造能力和應(yīng)用場景來決定最合適的封裝技術(shù)。

資質(zhì)展示

什么是IDH

IDH（Independent Design House）是上游IC原廠與下游整機企業(yè)之間的橋梁，它在IC原廠芯片的基礎(chǔ)上開發(fā)平臺、解決方案等產(chǎn)品，為整機產(chǎn)品的研發(fā)和迅速面市提供了條件。

產(chǎn)品概述與技術(shù)原理

• TMF8820/21/28是ams OSRAM推出的一系列直接飛行時間（dTOF）傳感器，采用小尺寸模塊化設(shè)計，內(nèi)置垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）。這些傳感器基于單光子雪崩光電二極管（SPAD）、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC）和直方圖技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)最遠5000mm的目標(biāo)檢測距離，并支持多個測量區(qū)域。
• 工作原理：通過發(fā)射一系列的VCSEL脈沖，并通過微透鏡陣列（MLA）擴散，照亮目標(biāo)區(qū)域。反射回的光線經(jīng)接收透鏡聚焦到SPAD陣列上，TDC測量光脈沖發(fā)射到返回的時間，數(shù)據(jù)以直方圖形式儲存，最終轉(zhuǎn)換為距離信息。

關(guān)鍵特性

• 小尺寸設(shè)計：適合集成到邊框狹窄的應(yīng)用中，如智能手機。
• 寬視場檢測：支持在非常寬的視場中準(zhǔn)確檢測目標(biāo)物體。
• 高精度測量：測量精度在±3%或±10mm內(nèi)，能夠可靠地檢測最近的物體。
• 靈活的測量區(qū)域：支持3×3、4×4、3×6及8×8多區(qū)域輸出，適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。
• 無需復(fù)雜校準(zhǔn)：設(shè)備設(shè)計考慮到自動校準(zhǔn)，簡化使用流程。
• 類別1激光安全：對人眼安全，適合廣泛應(yīng)用。

應(yīng)用場景

• 手機攝像頭自動對焦：用于Laser Detect Autofocus（LDAF），改善拍照質(zhì)量。
• 存在檢測：如計算機和通訊設(shè)備的用戶檢測，提高設(shè)備智能化水平。
• 物體檢測與碰撞避免：適用于機器人避障，提高自動化設(shè)備的安全性。
• 光幕：在工業(yè)環(huán)境中用于安全防護和監(jiān)測。

技術(shù)規(guī)格與性能

• 供電電壓：2.7V到3.3V之間，提供靈活的電源設(shè)計選擇。
• 功耗：在30Hz操作頻率下，功耗僅為141mW，待機電流8μA，保障設(shè)備的電池壽命。
• 操作溫度范圍：從-30°C到+70°C，適用于多種環(huán)境條件。
• 輸出數(shù)據(jù)接口：通過I2C接口提供距離信息和信心值，便于與主控制器集成。
• 多模式操作：支持不同的測量區(qū)域和精度模式，包括短距離高精度模式和長距離模式。

針對TMF8821及其市場上的競爭產(chǎn)品，我們可以從幾個關(guān)鍵方面分析TMF8821的優(yōu)勢：

1. 高精度多點測量能力
   TMF8821特色之一是其多點直接飛行時間(dTOF)測量能力，這意味著它能夠在單次測量中獲取多個目標(biāo)的距離信息。這對于需要精確3D感知的應(yīng)用（如高級攝影技術(shù)、增強現(xiàn)實(AR)和智能家居設(shè)備）提供了顯著優(yōu)勢。
   相較于STMicroelectronics的VL53L0X/VL53L1X和Sony的DepthSense?，這些雖然提供了良好的單點測量性能，但在多點測量能力方面，TMF8821可能具有更明顯的優(yōu)勢，尤其在處理復(fù)雜場景時。
2. 低功耗設(shè)計
   TMF8821的設(shè)計注重低功耗，這使得它特別適合于電池供電的便攜式設(shè)備，如智能手機和可穿戴設(shè)備。低功耗設(shè)計有助于延長設(shè)備的電池壽命。
   相比之下，雖然Infineon的REAL3?系列和Lumentum的Percept?系列提供了高性能的深度感知，但TMF8821在能效比上可能更具優(yōu)勢。
3. 緊湊的尺寸
   AMS OSRAM設(shè)計的TMF8821具有緊湊的尺寸，易于集成到空間受限的產(chǎn)品中，如智能手機的攝像頭模塊。
   相較于Texas Instruments的OPT8320等可能更適合于需求空間更大的應(yīng)用（如AR/VR頭戴設(shè)備），TMF8821在緊湊性和易集成性方面提供了明顯的優(yōu)勢。
4. 環(huán)境適應(yīng)性
   TMF8821能夠在不同光照條件下提供穩(wěn)定的測量性能，包括在強光照或低光照環(huán)境下。這一點對于在戶外或光線變化大的環(huán)境中使用的設(shè)備尤其重要。
   雖然其他傳感器如Infineon的REAL3?和Sony的DepthSense?同樣注重在不同環(huán)境條件下的性能，TMF8821在確保距離測量的準(zhǔn)確性和一致性方面可能提供了額外的優(yōu)勢。
5. 應(yīng)用的廣泛性
   TMF8821設(shè)計之初就考慮到了在多種應(yīng)用中的可用性，從智能手機到智能家居，再到工業(yè)自動化和車輛安全系統(tǒng)。這種廣泛的應(yīng)用潛力意味著它可以適用于多樣化的市場需求。
   相比Lumentum的Percept?系列可能更聚焦于特定應(yīng)用（如安全識別），TMF8821提供了更為廣泛的市場適應(yīng)性。
   總的來說，雖然市場上存在多款優(yōu)秀的dTOF傳感器，但TMF8821憑借其高精度多點測量能力、低功耗設(shè)計、緊湊尺寸、良好的環(huán)境適應(yīng)性和廣泛的應(yīng)用潛力，在眾多領(lǐng)域中展現(xiàn)出了其獨特的優(yōu)勢。

產(chǎn)品特點及益處

• 軸內(nèi)和軸外應(yīng)用：靈活的PCB設(shè)計使得空心軸和側(cè)軸應(yīng)用成為可能。
  • 益處：這種靈活性允許AS5715R適應(yīng)各種不同的安裝需求，從而擴展了其在不同類型電機和設(shè)備中的應(yīng)用范圍。
• 可適應(yīng)的線圈系統(tǒng)布局：可根據(jù)電機的極對數(shù)進行調(diào)整。
  • 益處：這一特性使得AS5715R能夠適用于廣泛的電機設(shè)計，從而提高了傳感器的通用性和靈活性。
• 典型4極對配置精度：<0.075度機械，<0.3度電氣。
  • 益處：高精度保證了電機運行的平穩(wěn)性，降低了扭矩脈動和電機噪聲，同時提高了效率。
• 適用于高速應(yīng)用：3.3 μs傳播延遲和適用于高達480,000轉(zhuǎn)每分鐘（rpm）的應(yīng)用的輸出帶寬。
  • 益處：這使得AS5715R非常適合高速電機和應(yīng)用，保證了在極高轉(zhuǎn)速下也能提供準(zhǔn)確的位置測量。
• 差分SIN和COS輸出：易于替換現(xiàn)有的AMR/GMR傳感器。
  • 益處：這一特點簡化了升級過程，使得AS5715R可以無縫替換老舊的傳感器，而無需對現(xiàn)有系統(tǒng)進行大規(guī)模修改。
• 功能安全診斷：作為SEooC達到ASIL C(D)級別。
  • 益處：增強了系統(tǒng)的安全性，滿足了嚴格的安全標(biāo)準(zhǔn)，特別是在汽車和其他要求高安全等級的應(yīng)用中。
• 適用于汽車應(yīng)用：符合AEC-Q100 0級標(biāo)準(zhǔn)，溫度范圍-40°C至160°C。
  • 益處：AS5715R的高溫度范圍和符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的認證，保證了它能夠在極端條件下穩(wěn)定工作，適用于各類汽車應(yīng)用。

產(chǎn)品應(yīng)用

• 無刷直流電機控制：AS5715R提供高精度的位置反饋，對于提高無刷直流（BLDC）電機的性能和效率至關(guān)重要。
• 電動車牽引電機：適用于電動汽車中的牽引電機控制，AS5715R通過提供精確的位置測量來優(yōu)化電機的響應(yīng)性和效能。
• 電動助力轉(zhuǎn)向：在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，AS5715R能夠提供必要的位置信息，以確保轉(zhuǎn)向的準(zhǔn)確性和順暢性。
• 制動助力器：用于制動系統(tǒng)中，AS5715R可以幫助實現(xiàn)更加精準(zhǔn)和可靠的制動控制。
• 替代昂貴且笨重的解算器：AS5715R以其小型化和成本效益高的優(yōu)勢，成為替代傳統(tǒng)解算器的理想選擇，尤其在空間有限或成本敏感的應(yīng)用中。
• 鏡面激光雷達和閉環(huán)伺服電機系統(tǒng)：在需要精確角度測量和位置控制的高端應(yīng)用中，如鏡面激光雷達和閉環(huán)伺服系統(tǒng)，AS5715R提供了可靠的解決方案。

訂購信息

釋義AS5715A是AS5715R的預(yù)編程衍生產(chǎn)品，這意味著AS5715A是不可編程的。下表展示了AS5715A的寄存器是如何被編程的：