MagAlpha 磁性角度传感器系列产品简介
在众多的机械系统中,检测位置/速度能力已经成为系统控制和监控的一项基本要求。在低速位置测量应用中,如电机驱动通常会使用电阻电位器。而在高速应用中,如伺服电机则常使用光电编码器。
其中,电位器价格优惠,但作为基于移动触点元件,它们的缺点也显而易见:易遭受机械接触磨损、易受外部环境因素损坏(包括湿气和污垢侵入)。光电编码器精度高,但由于其结构的复杂性,因此价位也相当高。面对这样的窘境,其实工程师还可以选择非接触式旋转磁性角度传感器(MagAlpha系列产品)来解决这一难题。
MagAlpha 系列传感器优势明显:
- 8-14b位角度输出,同时具备 SPI/ABZ/PWM/UVW 多种输出接口可选
- 非接触式磁性传感可靠性高,使用寿命长
- 成本低,封装尺寸小
- 支持灵活的同轴、偏轴和侧轴摆放
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基于不同的应用,我们已经研发了几款具有不同性能和输出接口类型的MagAlpha产品。所有的MagAlpha传感器都可以通过SPI总线输出数字角度值,在某些设备中也可以通过SSI输出。此外,特定的型号还提供了增量正交ABZ编码器输出,PWM输出或UVW换向信号,用于电机控制。其他性能包括可以设置磁场检测的阀值用于磁铁位置检测和磁场强度检测,提供了用于改善侧装模式下输出线性化的寄存器以及零角度位置的设置。
改善侧装线性化特性允许传感器调整霍尔阵列在X或Y轴上的增益,以补偿此模式中存在的磁场矢量不平等现象,并重新获得线性输出响应。零角度位置调整意味着不需要手动调整磁极对准传感器的方向,可以在软件中调整偏移以获得所需的零角度位置。所有可编程功能都可以存储在非易失性片上EEPROM存储器中。每次开机后都会自动加载这些设置。
Ma7xx 系列产品具有9-14位SPI输出分辨率,同时具备SSI、ABZ和PWM多种输出接口。此系列产品适用于任一款通用型角度/速度传感应用,包括驱动器、编码器和磁场定向电机控制(FOC)应用。该系列最新产品MA732可以允许用户编程数字滤波器的参数,如分辨率,时间常数和启动时间等,还具有可调节的ABZ迟滞功能。
MA780和MA781适应于平均功耗低的应用,比如电池供电设备。这两款芯片可以在休眠、唤醒和采样三种模式之间进行自动切换以实现低功率模式。Ma780采用3mmx3mm QFN封装,MA781则采用小尺寸2mmx2mm QFN封装。
Ma3xx 系列产品具有9-14位SPI输出分辨率,同时具备ABZ和UVW两种输出接口。UVW接口可以取代许多三相无刷电机中三个独立霍尔传感器产生的电机换向信号。通过使用一对简单的磁极,MA3xx系列能够模拟三个霍尔传感器的波形,并产生UVW输出,支持具有1至8对极的转子。
将SPI角度或ABZ编码器输出与UVW换向相结合,可实现非常紧凑的无刷伺服电机解决方案。这对于小尺寸微型电机来说非常有用,因为不可能在微型电机的定子绕组中嵌入三个霍尔开关。
MA330允许对数字滤波器参数进行编程来优化伺服电机控制中的环路带宽,以及可调节的ABZ迟滞,以支持给定分辨率设置下更高的每匝数脉冲数。
对于仅需替代3个霍尔传感器的非伺服应用,MA102是一款仅提供UVW信号的最小解决方案。它具有互补的输出极性,可以从传感器接线器返回电机控制器,从而获得更高的信噪比性能。
针对汽车应用,MAQ470和MAQ430分别作为MA702和MA302 12位角度传感器的AECQ Grade-1版本。这两款产品能够在-40°C至+ 125°C温度内工作,适用于车辆应用中的驾驶室和车身传感电子设备。典型应用包括信息娱乐控制、HVAC襟翼角度控制和弹出门把手。
最后,针对简单的旋转用户界面应用,性价比高的8位MA8xx系列产品可代替机械旋转开关或电位器。它们还具有MagAlpha磁场阈值检测功能,可以在旋钮设计中实现按钮动作。
所有MagAlpha传感器均采用节省空间的3mmx3mm QFN封装(除了MA781采用2mmx2mm QFN封装),采用3.3V电源供电。电流消耗通常在10mA至13mA范围内,新品低功率产品MA780和MA781可实现微安级的平均电流。
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