瑞萨电子—感应式绝对位置传感器解决方案

发布时间：2022-10-14 09:38
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：2584

　　在高度自动化的现代工厂里，随着人们对高精度、高效率和低成本的要求不断增加，电感式位置传感器正取代霍尔效应位置传感器和旧的磁性旋转变压器解决方案，成为电机控制设计的理想选择。并且由于电感产品也更利于集成到简单、紧凑的印刷电路板（PCB）中，因此可进一步满足更轻、更小、更低成本的需求。

　　在本篇文章中，瑞萨电子为您带来了一款感应式绝对位置传感器解决方案，此方案不仅简单而且由于它采用现成的器件构造而成（即：一个标准型PCB板、一个瑞萨位置传感器、一些简单的无源器件和一块作用于感应目标的金属），因此其极具成本效益，且最高能够支持高达250,000RPM的转速。

瑞萨电子—感应式绝对位置传感器解决方案

　　系统框图

　　本方案采用双IPS2200感应式位置传感器（IPS）进行绝对位置检测，优化了线圈尺寸，而且模块的封装与主流市场35mm电机设计趋势保持一致，这增加了方案的普适性。IPS2200感应式位置传感器围绕电机而设计，其将传感器扇区的数量与电机极对数相匹配，从而最大程度提高精度，同时适应离轴（穿轴和侧轴）与轴端布置。与传统旋转变压器相比，无磁铁的IPS2200的厚度可薄至十分之一，重量可轻至百分之一，且电转速高达250krpm。

　　得益于该传感器的轻薄外形和完全杂散磁场免疫使电机集成化更加容易，并为客户提供自主制造旋转变压器替代方案所需的标准材料，进一步降低BOM成本。与旋转变压器或基于磁性的解决方案相比，IPS2200通过四线或六线连接，即可实现最高10倍的速度和极低的延迟。

　　此方案在进行布局设计时，位置传感元件并不在瑞萨电子IC的内部，而是PCB板上的一组线圈。这样布局的好处在于传感器可作为一个系统，根据客户的应用场景进行定制和设计。

　　在MCU的选型上，本方案采用了一款具备片上浮点单元（FPU）的32位MCU——RX24T，其在正常工作状态下，频率可达80MHz。该MCU适用于双逆变器控制，可同时驱动两组电机并能够对复杂的逆变器控制算法进行高效编译。

　　此外，方案中还采用了RAA214250低压差线性稳压器，该器件工作电压范围为2.5V至20V，输出电流最高可达500mA，典型压差为269mV。输出电压可通过外部反馈电阻在1.224V至18V范围内进行调节。

　　借助以上器件的特性

　　本方案具备以下几大系统优势

　　具有成本效益且支持更快的转速（最高达250,000RPM）。

　　此解决方案可根据客户应用场景进行设计，因为它支持三种机械结构类型，而且电机电极对数与传感器扇区数量相匹配。

　　此MCU有三个ADC单元，具有专用通道采样保持功能。AD转换可通过同步触发器启动。

　　高精度，实际分辨率：15位，精度：12位。

　　可应用于

　　BLDC转子位置探测检测；适用于任何电极对数。

　　替代无刷旋转变压器。

　　无磁铁转子速度传感器。

　　电机控制在工业自动化领域扮演着非常重要的角色，对此，瑞萨电子推出了多种成功产品组合方案，致力于帮助客户实现精准、高效、低耗的电机设计。


（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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　　随着车辆从交通工具向智能“第三空间”演变，对高性能、安全认证解决方案的需求不断增长。作为先进汽车半导体领域的领导者，瑞萨电子凭借其RH850/U2A区域/域微控制器系列满足了这些需求，该系列是为在不断发展的电子电气架构下实现统一控制而设计的下一代解决方案。　　针对智能汽车的产品和技术需求，瑞萨提供多样化车用解决方案和多款高性能车用MCU。其中RH850/U2A区域/域微控制器系列作为新一代车载控制器件，是瑞萨跨域MCU产品系列的首款产品，旨在满足日益增长的将多种应用集成到单颗芯片中的需求，以实现针对不断发展的电子电气架构(E/E架构)的统一电子控制单元，尤其适用于要求高性能和高安全性的应用。　　截至目前，RH850/U2A系列产品已完成多家客户的平台适配。近期，RH850/U2A MCU以及一颗用于为该 MCU供电、可支持达到ASIL D要求的系统功能安全要求的车用PMIC也已成功搭载于MediaTek新近发布的天玑汽车旗舰座舱平台C-X1中，以车规级安全标准打造出具备更高可靠性的AI智能座舱方案，助力实现平台安全等级和能效的强化，推动软件定义汽车的趋势加速落地。至此瑞萨也成为MediaTek生态合作伙伴之一。　　作为连接与控制“中枢”，瑞萨RH850/U2A MCU基于28纳米(nm)先进制程，搭载四个400MHz CPU内核，采用双核锁步架构，支持ISO 26262 ASIL D功能安全要求，且通过硬件虚拟化技术实现多系统独立运行，完美兼容座舱控制、区域与网关通信的复杂需求。　　瑞萨RH850/U2A MCU的关键优势　　- ASIL-D安全：双核锁步架构符合ISO 26262的最高安全标准，适用于座舱、区域、ADAS、底盘、域控制器等。　　- 高性能：28纳米工艺的四个400MHz CPU内核，可实现无缝的多系统操作。凭借内置的虚拟化管理程序硬件支持，它还能实现ECU集成，降低整体系统成本。　　- 增强安全性：集成HSM(Evita Full)和多个加密核心，提供强大的网络攻击防护，支持安全的OTA软件更新。　　- 生态系统与软件支持：提供符合AUTOSAR标准的工具、软件和合作伙伴关系，加速软件开发。　　- 值得信赖的合作伙伴：凭借数十年的汽车微控制器专业知识，具有经过验证的可靠性和极小开发风险。　　通过整合瑞萨MCU技术，汽车制造商为下一代座舱系统获得了可靠的基石——集安全性、高性能和灵活性于一体。
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