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高性能电感式传感技术迅速切入电机高端应用

2021-12-13 18:19:55
感应传感技术是利用非接触非磁感应技术检测导电目标的位置,通过旋转目标测量激励线圈与两个接收线圈之间的耦合。从技术流程来看,没有上面那么晦涩。在该技术中,由振荡器产生交变磁场,当金属靶接近磁场并到达感应距离时,在金属中产生涡流,从而衰减或停止振荡。这些振荡或停止振荡的变化由放大电路处理后转换成开关信号,进而触发驱动控制装置达到非接触的目的。
利用该技术,不仅可以进行金属接近检测,还可以设计编码器并应用于伺服驱动。如果线圈部署正确,它将与电机的极数同步,并且IC输出与单个极数段中的电角度位置成正比,因此该应用中的电机编码器将具有更高的分辨率。目前这种技术的应用并不多,基于这种技术的传感器芯片并不普及,但其性能绝对领先。
AMS感应传感芯片
作为AMS编码器厂商,该技术下唯一的芯片是AS5715R。它的定位是一个高性能的离轴感应电机控制位置传感器,具有差分模拟正弦/余弦输出。
基于AS5715R的感应电机控制位置传感器可以检测转轴一对极中的电气位置,多用于BLDC电机换向。这种方法的最大优点是不会损失电机检测的分辨率。同时,电机控制中的转矩波动会明显减小,电机控制效率也会提高。它的匹配速度极高,可达48万转/分。
电感式控制在精度上有天然优势,AS5715R的角度精度误差小于1,这当然也得益于电感式传感带来的更好的传感器内部布局。AS5715R的工作温度可高达160,可见其可靠性。这款符合车辆规格级别的传感器芯片还显示出仅0.3的高电气INL性能。
钛感应传感芯片
TIDA-00828是一款基于LDC0851电感芯片的电感传感32位编码器旋钮,用于工业中的绝对式电感编码器。基于感应传感的增量式编码器旋钮设计可以为控制输入提供稳定可靠的低成本接口。
LDC0851芯片,当导电物体进入感应线圈的接近范围时,该器件所包含的迟滞功能可以保证可靠的开关阈值,使其不受机械振动的影响。同时,芯片的差分实现方案可以防止温度变化或湿度等环境因素引起的误触发。LDC0851的采样率可达4ksps,平均采样率高于行业标准。LDC0851采用推挽输出,阈值可通过电阻编程设置。这种感应芯片广泛应用于旋转编码器和增量式编码器旋钮。
Renesas感应传感器芯片
IPS2550是瑞萨今年推出的一款非磁感应式位置传感器。该系列电感式位置传感器IC通过了AEC-Q100 0级汽车认证,能够以正弦/余弦信号的形式检测转子的绝对位置。
原理上,集成电路利用涡流效应的物理原理来检测在由一个发射线圈和两个接收线圈组成的一组线圈上方移动的金属目标的位置。接口配置也很灵活。如果想要提高性价比,可以选择单端输出,如果需要抑制共模干扰,可以配置差分输出。
IPS2550基于感应技术,支持最高转速600转/分,适用于离轴和轴端布置。与替代传感技术相比,用户可以将扇区数量与电机的极对数进行匹配,以更高效、更低成本的方式提高电机的精度。
毫无疑问,集成电路在电气性能上属于车辆规格级应用。同时,通过小于5s的传输延迟、正弦/余弦增益偏移和偏移补偿,以及内置的自动增益控制功能(AGC)补偿环境变化,验证了IPS2550的稳定性和可靠性。
总结
在电机控制乃至汽车应用中,旋转变压器或磁传感器替代品受到越来越多人的青睐,基于感应传感技术的应用逐渐引起厂商的关注。基于这种非接触式传感技术,厂商往往可以制造出性能更高、足够稳定的器件,在BOM上节省大量资金

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