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英飛凌針對要求最高精度、最低能耗和最小空間的汽車和工業(yè)應(yīng)用推出全新霍爾傳感器系列。全新TLE496x傳感器以先進(jìn)的0.35μm工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，采用世界最小的霍爾傳感器封裝（SOT23）。憑借這種全新技術(shù)，英飛凌推出了具有不同磁開關(guān)閾值的多種霍爾開關(guān)和鎖存器產(chǎn)品。這些產(chǎn)品不僅電流消耗極低（不到1.6mA），而且可承受高達(dá)32V的工作電壓。此外，TLE496x產(chǎn)品家族還具備靜電放電耐受性高、溫度和誤差補(bǔ)償高效的特征，以及用于改善系統(tǒng)質(zhì)量、可靠性和控制性的大范圍保護(hù)特性。
TLE496x的典型應(yīng)用為位置感測、無刷電機(jī)換相和指數(shù)計(jì)算。TLE496x單/雙極開關(guān)或鎖存器可用于電動(dòng)車窗、天窗、后備箱、雨刷器、安全帶、儀表盤開關(guān)、凸輪軸、變速桿和多種汽車和工業(yè)用無刷直流電機(jī)。
圖1：電動(dòng)車窗需要精準(zhǔn)且節(jié)省空間的霍爾傳感器，如全新TLE496x器件。
圖1展示了一個(gè)受益于全新車用霍爾傳感器的典型應(yīng)用：安全性與合規(guī)性兼具的防夾電動(dòng)車窗模塊——除其他英飛凌組件外，還采用了一個(gè)可精確感應(yīng)電機(jī)位置的TLE496x器件。
節(jié)省空間，提高能效
TLE496x霍爾傳感器（圖2）的使用讓上述系統(tǒng)更為緊湊和經(jīng)濟(jì)。得益于高達(dá)32V的工作電壓，它無需使用任何外部電阻，產(chǎn)品設(shè)計(jì)因而得到簡化。由于所需的無源保護(hù)組件較少，BOM得以減少，并節(jié)省系統(tǒng)占板空間。根據(jù)具體應(yīng)用，還可以不使用預(yù)電阻或TVS保護(hù)二極管，這進(jìn)一步節(jié)省了設(shè)備成本和PCB空間。
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圖2：新一代高精度TLE496x霍爾傳感器的工作電壓范圍廣、能耗低、靜電放電耐受性高、保護(hù)功能全面且封裝尺寸最小。
圖3：TLE496x傳感器采用超小型SOT23封裝，可節(jié)省占板空間
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除現(xiàn)有SC59（表面貼裝）和有引腳PG-SSO-3封裝外，TLE496x產(chǎn)品系列還可采用SOT23超小型封裝。SOT23封裝的尺寸僅為2.9 x 1.3 x 1.0 mm3，比當(dāng)今最小產(chǎn)品還小大約30%，同時(shí)與SC59的引腳兼容（圖3）
憑借低至1.6mA的電流消耗量，TLE496x全新霍爾傳感器的電流水平只有類似產(chǎn)品的一半左右。全新傳感器具有良好的ESD防護(hù)性能（7kV人體模型）和精確穩(wěn)定的磁開關(guān)點(diǎn)，是要求魯棒性解決方案的高精度應(yīng)用的理想之選。在電子控制單元和傳感器之間有長電纜連線的應(yīng)用也包括在內(nèi)，比如電動(dòng)車窗、安全帶鎖扣、后備箱蓋等。
產(chǎn)品組合豐富，應(yīng)用范圍廣泛
全新TLE496x霍爾傳感器面向要求能在惡劣環(huán)境下工作的高精度霍爾開關(guān)的應(yīng)用。憑借更寬的輸入電壓范圍和42V的過壓承受能力（過載情況下無需外部電阻），全新霍爾傳感器適用于多種汽車和工業(yè)應(yīng)用。
TLE496x家族目前包括TLE4961、TLE4964和TLE4968三大系列。所有型號器件都工作在-40 °C-170 °C的擴(kuò)展溫度范圍內(nèi)。憑借+/-1mT（雙極開關(guān)）、+/-2mT 至+/-15mT （鎖存器）和2.5/3.5mT至22.5/28mT（單極開關(guān)）的開關(guān)閾值，它們可極大限度地覆蓋鎖存器和單極開關(guān)的開關(guān)閾值范圍（見圖4）。
圖4：全新汽車用霍爾傳感器的豐富產(chǎn)品陣容解決了各種應(yīng)用的不同開關(guān)點(diǎn)和敏感度要求。
TLE4961-x系列為鎖存器，適用于無刷直流電機(jī)和磁極轉(zhuǎn)子的位置感測、指數(shù)計(jì)算和速度測量?？捎糜谄嚨碾妱?dòng)車窗和天窗。
TLE4964-x系列為單極開關(guān)，是變速桿、安全座椅和HVAC等應(yīng)用的理想之選。
TLE4968-x系列具有非常低的磁閾值（±1mT的高靈敏度）和雙極開關(guān)特性。該雙極開關(guān)適用于BLDC電機(jī)轉(zhuǎn)子位置感測以及凸輪軸和變速器的速度和位置感測。
TLE496x產(chǎn)品家族的關(guān)鍵特性概述如下：
- 工作電壓范圍：3.0V-32V
- 反向電池保護(hù)（-18V）
- 能耗低（1.6mA）
- 過壓保護(hù)高達(dá)42V，無需外部電阻
- 過流和過溫保護(hù)
- 主動(dòng)誤差補(bǔ)償（旋轉(zhuǎn)霍爾探頭）
- 磁開關(guān)點(diǎn)高度穩(wěn)定，靜電放電耐受性高（7kV人體模型或15kV系統(tǒng)水平）
- 工作溫度To = 170°C
- 封裝方式為PG-SSO-3-2、SC59和SOT23
創(chuàng)新特性改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)
TLE496x的創(chuàng)新功能包括增強(qiáng)的開通、重置和關(guān)斷功能以及大范圍保護(hù)功能。該霍爾開關(guān)能夠利用這些特性，提升系統(tǒng)質(zhì)量、安全性和監(jiān)控效果。這種集成式霍爾開關(guān)在啟動(dòng)過程中能夠輸出預(yù)定的固定信號。預(yù)定信號值可防止錯(cuò)誤信號傳輸到微控制器中而被誤讀，還可確保在兩開關(guān)閾值之間出現(xiàn)可測量磁場時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生意外情況。既定啟動(dòng)特性能夠預(yù)防缺陷信號，便于用戶控制系統(tǒng)和提高系統(tǒng)性能。
內(nèi)置過溫和過流保護(hù)機(jī)制能夠防止傳感器受損，提升系統(tǒng)魯棒性。加之高達(dá)42V的過壓承受能力和高靜電放電耐受性，產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下工作的可靠性得到大幅提升。
除預(yù)定啟動(dòng)特性外，TLE496x還具備預(yù)定關(guān)斷特性，以防止輸出引腳出現(xiàn)不受控制的電容性放電。該功能還可在開通過程中用于測試傳感器的功能性，因而微控制器能夠輕易監(jiān)測到系統(tǒng)故障。
全新霍爾開關(guān)能夠在3.0-32V的電壓下工作而無需電壓控制，在不配備外部電阻的情況下承受高達(dá)42V的過載電壓。其磁開關(guān)點(diǎn)具有高度靈敏性和穩(wěn)定性（Bop = +/- 1mT）。該霍爾開關(guān)集成誤差補(bǔ)償功能，使其能夠承受極大的機(jī)械壓力。輸出端受到過流和過溫保護(hù)。此外，它們具有極強(qiáng)的靜電放電耐受性（+/- 7kV人體模型和15kV系統(tǒng)水平）。
集成誤差補(bǔ)償
旋轉(zhuǎn)霍爾探頭霍爾IC開關(guān)包含一個(gè)霍爾探頭、偏壓發(fā)生器、補(bǔ)償電路、振蕩器和輸出晶體管（圖5）。偏壓發(fā)生器負(fù)責(zé)向霍爾探頭和有源電路提供電流。補(bǔ)償電路則穩(wěn)定溫度特性并降低技術(shù)參數(shù)的影響。主動(dòng)誤差補(bǔ)償采用旋轉(zhuǎn)霍爾探頭技術(shù)，可消除信號路徑中的偏移、注塑和焊接過程造成的機(jī)械應(yīng)力及封裝中的其他熱應(yīng)力對霍爾探頭的影響。旋轉(zhuǎn)霍爾探頭測量方法以及閾值發(fā)生器和比較器可確保磁閾值精確且溫度穩(wěn)定。此外，這種霍爾開關(guān)抖動(dòng)極低，小于0.3μs，噪音也非常低。
圖5：旋轉(zhuǎn)霍爾探頭霍爾IC開關(guān)包含一個(gè)霍爾探頭、偏壓發(fā)生器、補(bǔ)償電路、振蕩器和輸出晶體管。主動(dòng)誤差補(bǔ)償采用旋轉(zhuǎn)霍爾探頭技術(shù)，可消除信號路徑中的偏移、注塑和焊接過程造成的機(jī)械應(yīng)力及封裝中的其他熱應(yīng)力對霍爾探頭的影響。
應(yīng)用實(shí)例：節(jié)能無刷直流設(shè)計(jì)
全新霍爾傳感器是節(jié)能無刷直流應(yīng)用的理想選擇。與有刷直流電機(jī)不同的是，無刷直流電機(jī)采用電子換相控制。為帶動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，應(yīng)該給定子繞組有序通電。為了了解按照通電順序應(yīng)該給哪個(gè)繞組通電，掌握轉(zhuǎn)子的位置至關(guān)重要。轉(zhuǎn)子位置可通過嵌入定子內(nèi)部的霍爾傳感器進(jìn)行感應(yīng)。大部分無刷直流電機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端定子內(nèi)都置有三個(gè)霍爾傳感器。只要轉(zhuǎn)子磁極靠近霍爾傳感器，傳感器就會(huì)發(fā)出一個(gè)高信號或低信號，分別表示N極或S級在傳感器附近。綜合這三個(gè)霍爾傳感器的信號可確定換相的準(zhǔn)確順序。
理想情況下，傳感器應(yīng)該不受扭矩影響而獨(dú)立提供換相信號。傳感器的一個(gè)決定性標(biāo)準(zhǔn)是它們在切換時(shí)會(huì)鎖定相位，否則繞組和轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時(shí)，相位也隨之改變，進(jìn)而加劇扭矩波動(dòng)，增強(qiáng)噪音和降低能效。然而由于制造局限，各傳感器的磁開關(guān)點(diǎn)存在偏差。無刷直流電機(jī)內(nèi)永磁體的磁場強(qiáng)度隨溫度升高也會(huì)小幅下降。機(jī)械應(yīng)力和溫度波動(dòng)還會(huì)造成漂移影響。為了實(shí)現(xiàn)霍爾傳感器的精確開關(guān)，這些影響必須予以補(bǔ)償。
TLE496x霍爾開關(guān)具有極優(yōu)相位保真性，相位誤差非常小。
綜述
TLE496x霍爾開關(guān)是針對汽車（達(dá)到AEC 100標(biāo)準(zhǔn)）和工業(yè)領(lǐng)域的位置記錄和指數(shù)計(jì)算等應(yīng)用的功能強(qiáng)大的傳感器。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)、空間要求、電子設(shè)備的位置及精確度要求，為各種應(yīng)用提供適當(dāng)解決方案。（零缺陷）優(yōu)質(zhì)傳感器憑借超小型表面貼裝和集成功能，可實(shí)現(xiàn)可靠、節(jié)省空間和成本的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
