TDK kündigt ASIL-B Upgrade der 3D HAL® Direktwinkel-Sensorfamilie HAL 37xy an

• Magnetsensorfamilie auf Basis der 3D HAL^®-Technologie mit analogem und digitalem Ausgang für Anwendungen, die Funktionale Sicherheit gewährleisten müssen
• HAL 37xy (Single-Die) und HAR 37xy (Dual-Die) erhältlich im SOIC-8 SMD-Gehäuse
• HAC 37xy im bedrahteten TO92UF-Gehäuse mit integrierten Kondensatoren erhältlich

Die TDK Corporation hat ihre Micronas 3D HAL^®-Direktwinkel-Sensorfamilie HAL 37xy (HAL 37xy, HAR 37xy und HAC 37xy)* für Automobil- und Industrieanwendungen hinsichtlich Funktionaler Sicherheit qualifiziert. Alle Mitglieder der HAL 37xy-Familie sind jetzt gemäß dem ISO 26262 Standard als SEooC (Safety Element out of Context) ASIL B-ready definiert. Der HAL 37xy kommt in Anwendungen, wie Gaspedal, elektronische Drosselklappensteuerung, Gangwahlhebel (mit Push-Funktion) oder in Lenksystemen für die Hinterachse zum Einsatz. Darüber hinaus erfassen die Sensoren die Position (linear) in Anwendungen wie Kupplungs- oder Bremspedalen, Getriebesystemen, Zylindern und Ventilen.** Relevante Dokumentation, wie Safety Manuals und FMEDA-Reports, sind auf Anfrage erhältlich.

Die Sensoren werden bereits produziert und Muster sind jederzeit verfügbar.

Durch die Entwicklung der 3D HAL-Technologie ist es TDK gelungen, vertikale Hall-Elemente im Standard-CMOS-Prozess zu realisieren. Dadurch wurde es möglich, die relative Magnetfeldstärke sowohl aus der horizontalen als auch aus der vertikalen Komponente zu bestimmen – der Schlüssel zur hochgenauen Winkelmessung. Die herkömmliche, eindimensionale Hall-Technologie misst lediglich die rechtwinklig zur Chipoberfläche verlaufenden Magnetfeldkomponenten. TDK bietet mit dem HAL 37xy drei verschiedene Direktwinkel-Sensorvarianten an: die bewährte HAL 37xy-Sensorfamilie, eine Version mit Redundanzfunktion durch zwei integrierte Dies in einem Gehäuse (HAR 37xy) und Sensoren mit integrierten Kondensatoren (HAC 37xy).

Die robuste Direktwinkel-Sensorfamilie HAL 37xy bietet hervorragende Temperaturstabilität, hohe Toleranz gegenüber Luftspaltänderungen und Magnetalterung in Kombination mit einer breiten Palette an Diagnosefunktionen und sehr effektiven Schutzschaltungen. HAR 37xy ist die Dual-Die-Version der HAL 37xy-Familie. Sie bietet vollständige Redundanz durch zwei unabhängige Dies, die in einem einzigen Gehäuse übereinander positioniert und auf gegenüberliegenden Seiten kontaktiert sind. Der Vorteil dieses Stacked-Die-Verfahrens ist, dass die beiden Sensorchips annähernd das gleiche Magnetfeld messen und so identische Ausgangssignale erreicht werden. Sensorlösungen mit Redundanzfunktion – integriert in ein einziges Gehäuse – reduzieren Kosten bei gleichzeitiger Erhöhung der Zuverlässigkeit des Gesamtsystems aufgrund kleinerer Leiterplatten (PCB) und eingesparter Lötkontakte. Der HAC 37xy integriert einen Chip aus der HAL 37xy-Sensorfamilie und zwei Kondensatoren mit bis zu 330 nF in einem TO-Gehäuse mit drei Anschlüssen für eine ESD-Störfestigkeit von bis zu 8 kV. Die Gehäusepins können direkt auf ein Stanzgitter geschweißt oder gelötet werden. Durch den Verzicht auf eine Leiterplatte (PCB) reduzieren sich sowohl die Baugröße des Gesamtsystems als auch die Gesamtkosten.

Das ASIL-B-Upgrade ermöglicht den Sensorkunden von TDK den Einsatz dieser Produktfamilie in Anwendungen, die Funktionale Sicherheit gewährleisten müssen. Damit erfüllt die HAL 37xy-Sensorfamilie alle Anforderungen zukünftiger Kundenanwendungen.

Glossar

• 3D HAL^® Pixelzelle: Ermöglicht die direkt Messung von Magnetfeldern in allen drei Dimensionen X, Y, Z.
• Safety Manual: Beschreibt die korrekte Verwendung von Bauteilen in Anwendungen mit Anforderungen an die Funktionale Sicherheit 
• FMEDA: Failure Modes, Effects and Diagnostic Analysis

Hauptanwendungen**

• Drehwinkelmessung in Automobilanwendungen wie Gaspedal, elektronische Drosselklappensteuerung, Schalthebel (mit Push-Funktion) sowie Lenksysteme für die Hinterachse
• Lineare Positionserkennung in Anwendungen wie Kupplungs- oder Bremspedal, Getriebesystemen oder Zylinder- und Ventilpositionserfassung

Haupteigenschaften und Vorteile***

• Sehr geringer Winkelfehler von ± 1,5° bei 30 mT Magnetfeldamplitude
• 360° Winkelmessung am Ende einer Welle sowie außerhalb der Rotationsachse
• Direkte Messung der Magnetfeldamplitude (BX, BY, BZ)
• Familienmitglieder mit Analog-, PWM- oder SENT-Ausgang erhältlich
• Definiert als SEooC gemäß ISO 26262 (ASIL-B ready) zur Unterstützung von Anwendungen für die Funktionale Sicherheit
• Geeignet für Automobilanwendungen dank des weiten Umgebungstemperaturbereichs von -40 °C bis max. 160 °C

Kenndaten

Typen: HAL 37xy, HAR 37xy, HAC 37xy
Gehäuse: SOIC-8 und TO-92UF
Ausgangsformat: Analog, PWM, SENT SAE J 2716
Genauigkeit:  ± 1.5° @ 30 mT
Amplitudenbereich der Flussdichte: 20 mT bis 100 mT
Bis zu 10 mT mit reduzierter Genauigkeit
Funktionale Sicherheit: ISO 26262 ASIL-B ready

* Der HAL 37xy verwendet Lizenzen des Fraunhofer Instituts für Integrierte Schaltungen (IlS).
** Jegliche Erwähnung unserer Produkte für Zielanwendungen erfolgt ohne Zusage auf Realisierbarkeit. Diese muss auf Systemebene überprüft werden.
*** Alle Betriebsparameter müssen für jede Kundenanwendung von technischen Experten des Kunden validiert werden.

Über die TDK Corporation

Die TDK Corporation mit Sitz in Tokio, Japan, ist ein weltweit führender Anbieter elektronischer Lösungen für eine smarte Gesellschaft. Basierend auf seinen umfassenden Materialkompetenzen fördert TDK unter der Devise „Attracting Tomorrow“ an der Spitze der technologischen Evolution den Wandel der Gesellschaft. Das Unternehmen wurde 1935 gegründet, um Ferrite zu vermarkten, die für die Herstellung von elektronischen und magnetischen Produkten Schlüsselmaterialien sind. Das umfassende, innovationsgetriebene Produktsortiment von TDK reicht von passiven Bauteilen wie Keramik-, Aluminium-Elektrolyt- und Folienkondensatoren bis zu magnetischen, Hochfrequenz-, Piezo- und Schutzbauelemente. Das Produktspektrum umfasst außerdem Sensoren und Sensorsysteme, z.B. Temperatur- und Drucksensoren sowie magnetische und MEMS-Sensoren. Außerdem liefert TDK Spannungsversorgungen und Energiekomponenten, Magnetköpfe und mehr. Diese Produkte werden unter den Marken TDK, EPCOS, InvenSense, Micronas, Tronics und TDK-Lambda vertrieben. TDK konzentriert sich auf anspruchsvolle Märkte in den Bereichen der Automotive-, Industrie- und Consumer-Elektronik sowie der Informations- und Kommunikationstechnik. Das Unternehmen verfügt über Entwicklungs- und Fertigungsstandorte sowie Vertriebsniederlassungen in Asien, Europa, Nord- und Südamerika. Im Geschäftsjahr 2021 erzielte TDK einen Umsatz von 13,3 Milliarden USD und beschäftigte rund 129.000 Mitarbeiter weltweit.