ATS16951: Sensore di velocità e posizione GMR per albero motore per motori HEV

Allegro MicroSystems ha annunciato il nuovo sensore per albero motore (o albero a gomiti) a magnetoresistenza gigante (GMR): l’ATS16951 è unico sul mercato e fornisce ai produttori una soluzione monovendor ideale per i motori di veicoli ibridi, con casi d’uso che si estendono a veicoli a due ruote, fuoristrada e progetti di applicazioni che richiedono prestazioni estese del traferro.

Il sensore aiuterà i progettisti di motori a ridurre la complessità del sistema, i costi e il consumo di energia, aumentando l’efficienza e riducendo al minimo le emissioni di carbonio

Mentre la tendenza verso la piena elettrificazione continua ad accelerare, le recenti previsioni IHS prevedono che l’81% dei veicoli includerà una qualche forma di motore a combustione interna fino al 2029, con gli ibridi full e mild che saranno i più comuni. Le architetture dei motori stanno cambiando come parte del passaggio a progetti ibridi più piccoli e la precisione del sensore e la flessibilità di posizionamento stanno diventando più importanti che mai.

Con una attendibilità fino al 40% superiore e una minore jitter rispetto alle soluzioni concorrenti e soliti, il sensore dell’albero motore GMR con polarizzazione inversa ATS16951 offre alle case automotive nuovi modi per aumentare l’efficienza della combustione con un’accensione e una fasatura del treno valvole di maggiore precisione. Il suo ampio traferro semplifica la progettazione, amplia il margine di progettazione e la capacità di tolleranza facilitando una ampia varietà di installazione del sensore.

Perché l’ATS19651

“Il nuovo sensore GMR per albero motore ottimizza le prestazioni per le applicazioni dei veicoli ibridi emergenti. E’ unico sul mercato e supera le tecnologie concorrenti grazie all’elevato traferro e al livello di precisione”, afferma Peter Wells, Direttore della linea aziendale Speed and Sensor Interface di Allegro. “Il settore sta passando rapidamente agli xEV e l’ATS16951 offre i un livello di precisione che aiuterà le case automobilistiche ad aumentare l’efficienza del motore a cui mirano”.

Dentro l’ATS19651

Le case automobilistiche sono alla ricerca di nuovi modi per aumentare l’efficienza della combustione e ridurre le dimensioni del motore e l’ATS19651 le aiuta a raggiungere entrambi gli obiettivi.

L’ATS19651 è dotato di un traferro di 3 mm, leader del settore, che è fino al 20% più grande rispetto a soluzioni comparabili.

L’ATS19651 migliora la flessibilità di progettazione, espande il margine di progettazione e la capacità di tolleranza e facilita una gamma più ampia di posizioni di installazione dei sensori. Ciò aiuta a ridurre la complessità, le dimensioni, il peso, i costi e il consumo di energia del sistema, aumentando l’efficienza e riducendo al minimo le emissioni di carbonio.

L’ATS16951 combina i requisiti elettrici e le dimensioni del package delle soluzioni legacy con la flessibilità della posizione di rilevamento, rendendolo un sostituto immediato per i sensori dell’albero motore ad effetto Hall esistenti e semplificando il riutilizzo nei progetti esistenti.

La tecnologia GMR (Giant magnetoresistance – Magnetoresistenza gigante) con polarizzazione inversa offre un miglioramento fino al 40% della attendibilità e quantità inferiori di jitter rispetto ai sensori ad effetto Hall, migliorano la precisione della tempistica per una maggiore efficienza della combustione.

Include un Output Pulse Location programmabile, insieme ottimizzazioni delle performance sempre programmabili da EEPROM e tracciabilità della produzione.

Inoltre, il sensore include la funzione Target Profile Diagnostic di Allegro, che consente di valutare un target durante la produzione e rilevare eventuali anomalie dei denti prima che un motore venga installato in un veicolo, aiutando a prevenire potenziali resi in garanzia e aumentando la soddisfazione del cliente

Come funziona

L’ATS16951 è un circuito integrato (IC) a magnetoresistenza gigante (GMR – giant magnetoresistance) ottimizzato e un pellet a magnete permanente combinato con componenti di protezione EMC integrati per fornire una soluzione di facile utilizzo per il rilevamento digitale dei denti degli ingranaggi (gear tooth sensing).

Il piccolo package può essere facilmente assemblato e utilizzato in combinazione con un’ampia varietà di obiettivi dei denti degli ingranaggi ed è destinato alle applicazioni dell’albero motore per autoveicoli.

Il dispositivo incorpora più elementi GMR in un unico IC che commuta in risposta a segnali magnetici differenziali creati da un target ferromagnetico. L’IC contiene un sofisticato circuito di compensazione progettato per eliminare gli effetti dannosi degli offset del magnete e del sistema.

L’elaborazione digitale del segnale analogico fornisce prestazioni elevate indipendentemente dal traferro e consente l’adattamento dinamico delle prestazioni del dispositivo per affrontare le condizioni operative tipiche delle applicazioni automotive.

L’isteresi della soglia riduce gli effetti negativi di eventuali anomalie nel segnale magnetico associate al sistema o alle anomalie del target tipicamente osservate in molte applicazioni automotive.

Il Package

Il compatto e robusto package, completamente integrato aiuta i progettisti a ridurre la complessità del progetto e a semplificare il processo di sviluppo, oltre a consentire ai fornitori di standardizzare le linee di produzione.

Il package a 3 pin SIP (single inline package) ospita l’IC, il magnete e i componenenti per la protezione EMC, ed è privo di piombo (Pb), con placcatura NiPdAu

La precisione elevata del posizionamento dell’IC e del sensore GMR lascia ampio margine per la tolleranza dell’installazione nell’applicazione

L’ATS16951 è stato sviluppato in conformità con ISO 26262 come elemento di sicurezza mirato alla capacità ASIL B (in attesa di valutazione) per l’uso nei sistemi relativi alla sicurezza automobilistica quando integrato e utilizzato nel modo prescritto nel manuale di sicurezza e nei datasheet.