Infineon חשפה מארז דו-חיישני למערכות ממונעות

פורסם ב-נובמבר 10, 2014

חברת Infineon הצליחה לשלב שני חיישנים שונים המבוססים על אפקט Hall כדי להשיג אמינות גבוהה עבור מערכות קריטיות בכלי-רכב

Share via Whatsapp

חברת Infineon הצליחה לשלב שני חיישנים שונים המבוססים על אפקט Hall כדי להשיג אמינות גבוהה עבור מערכות קריטיות בכלי-רכב

חתך רוחב של המארז הדו-חיישני של אינפיניאון
חתך רוחב של המארז הדו-חיישני של אינפיניאון

חברת Infineon הגרמנית הוציאה מארזי חיישנים חדשים לשוק האלקטרוניקה הממונעת. המארזים החדשים PG-TDSO כוללים זוגות חיישנים מגנטיים עבור מערכות בקרת רכב. בכדי לעמוד בתקני בטיחות, נדרשים יצרני הרכב למקם שני חיישנים זהים עבור מערכות בקרה של מומנט ההיגוי, כדי להבטיח יתירות (Reunndancy) להשגת אמינות ועמידות הבקר.

PG-TDSO עונה על דרישות תקני הבטיחות המחמירים ביותר לרכב וכולל  חיישנים מבוססי אפקט הול הנורמלי (linear Hall effect sensors) וחיישני זווית המבוססים על AMR -Anisotropic Magneto Resistance ו-GMR – Giant Magneto Resistance למערכות בקרה כגון מערכת היגוי חשמלית (EPS), מיקום הדוושה ושליטה במנוע.

מארזי PG-TDSO מיוצרים בטכנולוגיית Flip-Chip עבור הרכבות SMD ומגיעים עם חיבור של 8 סיביות עבור אפקט הול ו-16 סיביות עבור חיישני זווית.

המארז הדו חיישני תופס מקום של חיישן יחיד: מימדי המארז הם 8 4.0 x 5.0 x 1.2 mm בלבד, מאחר והוא בנוי משני חיישנים בלתי תלויים הערומים זה על-גבי זה (Stacked). בהשוואה לחיישנים יחידים הממוקמים זה לצד זה, החיישנים במארז PG-TDSO קולטים שטף מגנטי זהה. כך שהם זקוקים למגנטים פחות חזקים והצורך בפיצוי (magnetic field trimming) מבוטל. לתצורה זו יש יתרון דיוק והתאמה לעומת חיישנים יחידים. מארזים אלו פועלים בטווח טמפ' קיצוניות של מינוס 40°C עד 125°C.

AUTOMOTIVE SENSORSעל האפקטים המנוצלים בחיישנים אלו:

אפקט הול הנורמלי (לינארי): כאשר מופעל שדה מגנטי חיצוני  בניצב למשטח מוליך בו עוברת התפלגות זרם, השפעת כח לורנץ על נושאי המטען (אלקטרונים) גורמת להיווצרות שדה חשמלי על אחת מדפנות המוליך. הדבר מתבטא בעליית התנגדות המשטח לזרם, באופן לינארי כפונקציה של גודל השדה.

חיישנים המבוססים על אפקט זה מודדים בדרך-כלל מיקום של שדה מגנטי הנמצא בניצב למשטח המוליך או על טבעת המסתובבת סביבו, זאת מאחר והמדידה מתבצעת על רכיב השדה הניצב בלבד. חיישנים אלו מופיעים במנועי זרם ישר ללא מברשות, מנועי בעירה פנימית, מערכות למניעת נעילה ובקרת מיקומי דוושות, מצמד ועוד.

 AMR – Anisometric Magneto Resistance: באופן כללי, חומרים מגנטיים מחולקים לאזורים בעלי מומנט מגנטי המכווון באופן אחיד לכיוון מסויים (דומיינים). ללא שדה מגנטי חיצוני, כיוון דומיינים אלו מפוזר באופן אקראי כך שהשדה המגנטי הכולל של החומר הוא אפס.

האלקטרונים בחומר מסווגים לאלקטרונים קשורים ולאלקטרוניים חופשיים (אלו הם נושאי המטען בזרם). ניתן לתאר את ענן האלקטרונים סביב גרעין האטום כאליפסואיד, כאשר נפעיל שדה מגנטי חיצוני על החומר יסתדר ענן זה כך שכיוון המומנט המגנטי שלו יתיישר עם כיוון השדה.

האלקטרונים הקשורים מפזרים את האלקטרונים החופשיים, כלומר מסיטים אותם ממסלולם המקורי בכיוון הזרם. מעשית, אנו מקבלים כי ההתנגדות משתנה עם כיוון השדה המגנטי לעומת הזרם. לכן בהפעלת שדה מנטי עם כיוון הזרם ההתנגדות לזרם תעלה, בעוד שבהפעלת שדה בניצב לזרם ההתנגדות תקטן. התנגדות זו הינה סימטרית עבור השדה המגנטי.

Giant Magneto Resistance – GMR: תופעה זו קיימת בחומרים המורכבים משכבות דקות של חומרים פרו-מגנטיים ולא מגנטיים. בדומה לתיאור הקודם (תופעת AMR), עם הפעלת השדה החיצוני יסתדרו הדומיינים המגנטיים בחומר. כתוצאה מאינטרקציית ספין נושאי המטען וספין האלקטרונים הקשורים לאטומי החומר, וללא תלות בכיוון הזרם.

כאשר נושאי המטען מכוונים בספין עם כיוון המגנטיזציה בחומר ההסתברות לפיזור תרד ומכאן שההתנגדות תרד. באופן הפוך תגדל ההתנגדות עבור ספינים אנטי מקבילים למגנטיזציה. חיישנים המבוססים על AMR או GMR מודדים את הזווית בין החיישן למגנט. חיישנים אלו נפוצים במערכות כגון בקרת זווית הגה, EPS ועוד.

Availability of dual-sensor package technology devices 

Engineering samples of linear Hall sensors TLE4997A8D and TLE4998x8D in the PG-TDSO-8 package are already available. Volume production is planned to start end of year 2014.

Engineering samples of angle sensors TLE5012BD and TLE5309D in the PG-TDSO-16 package are also available. The TLE5012BD integrates two sensors using iGMR-based technology, while the TLE5309D integrates one sensor using iAMR-based technology and one sensor using iGMR-based technology. Volume production for angle sensor TLE5012BD is scheduled to start end of 2014 while volume production of TLE5309D is planned to start mid-2015. Infineon also offers the linear Hall sensors and angle sensors as single-sensor solutions.

Further information: www.infineon.com/dual-sensorand, www.infineon.com/sensors

פורסם בקטגוריות: Sensors , כללי