Präzise Hallsensoren
Kosten im Griff
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Sparsam bei den Kosten und der Stromaufnahme
Mit den jüngsten Neuzugängen zu seinen Hallsensoren will Infineon die Systemkosten senken, denn es sind weniger passive Komponenten notwendig und damit auch weniger Leiterplattenfläche. Darüber hinaus haben die neuen Hallschalter eine Stromaufnahme von nur 1,6 mA (1,4 mA bei den 5-V-Bausteinen). Das ist nach Unternehmensangaben etwa 50 % weniger als bei vergleichbaren Produkten. Aufgrund ihrer hohen ESD-Festigkeit und den präzisen, stabilen magnetischen Schaltpunkten eignen sich die Sensoren nicht nur für energieeffiziente Systeme, sondern auch für solche, bei denen es auf Robustheit und Präzision ankommt. Qualität, Sicherheit und Kontrolle eines Systems werden infolge neuer Eigenschaften der Hallschalter erhöht. Zu diesen zählen u. a. präzise Schaltpunkte, was für die Applikation höhere Toleranzen und damit reduzierte Gesamtkosten bedeutet.
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Während des Start-up-Vorgangs (Bild 2) liefern die integrierten Hallschalter ein definiertes, feststehendes Ausgangssignal.
Dieser definierte Signalwert verhindert, dass der Mikrocontroller fehlerhafte Signale erhält und diese irrtümlich interpretiert. Die definierten Werte verhindern auch Stillstandzeiten, wenn ein messbares magnetisches Feld zwischen den beiden Schaltschwellen besteht. Das vorhersehbare Start-up-Verhalten reduziert den Aufwand für den Mikrocontroller, Anwender können ihre Systeme daher einfacher steuern.Gegeben ist auch ein definiertes Shut-off-Verhalten, das die unkontrollierte kapazitive Entladung des Ausgangspins verhindert. Dieses kann während des Einschaltvorgangs genutzt werden, um die Funktion des Sensors zu testen.
Sowohl die Baureihe TLV496x-xTA/B als auch die Baureihe TLE/TLI496x-xM erweitern das bisherige Hallsensor-Portfolio (Bild 3) vor allem mit Blick auf Kosteneffizienz. Dazu bieten die neuen Baureihen hochpräzise Schaltpunkte und können auch im erweiterten Temperaturbereich von -40 °C bis +170 °C arbeiten (TLE-Varianten). Die Empfindlichkeit (Schaltpunkte) deckt folgende Bereiche der magnetischen Flussdichte ab: Beim TLV496x-xTA/B spezifiziert das Datenblatt ±2,0 mT, ±7,5 mT, +10,0 mT/-8,5 mT, +7,5 mT/-5,0 mT und ±1,0 mT; beim TLE/TLI496x-xM: ±2,0 mT, ±5,0 mT sowie +7,5 mT/-5,0 mT.
Optimiert für 5-V-Systeme
Die TLE496x-xM-Familie (Tabelle 1) zielt auf Automobilanwendungen mit einer Betriebsspannung von 3,0 V bis 5,5 V. Damit lassen sich kosteneffektive und funktionell umfassende Designs realisieren, ohne den Sensor zusätzlich gegen Überspannung schützen zu müssen.
| Produktcode | Gehäuse | Produktbeschreibung | Schaltpunkt | Anwendungen |
|---|---|---|---|---|
| TLE4963-1M | PG-SOT23 | Latch | ±2 mT | Indexzählung, bürstenlose Gleichstrommotoren |
| TLE4963-2M | PG-SOT23 | Latch | ±5 mT | Indexzählung, bürstenlose Gleichstrommotoren |
| TLE4965-5M | PG-SOT23 | Switch (unipoar) | ±2 mT | Positionssensorik |
Tabelle 1: Die TLE/TLI496x-xM 5V-Familie für 5-V-Applikationen im Automobil- und Industriebereich
Zielanwendungen der TLE496x-xM Hallsensoren sind Systeme, die einen präzisen Hallswitch oder Halllatch für den erweiterten Temperaturbereich von -40 °C bis +170 °C erfordern. Das magnetische Verhalten und die Schaltpunkte der Latches (TLE4963-1M/2M) prädestinieren diese Sensoren insbesondere für Applikationen mit genauer Indexzählung (für Polräder oder Erfassung der Rotorposition) sowie für bürstenlose Gleichstrommotoren. Der Hallswitch (TLE4965-5M) dagegen eignet sich besonders für die Positionserfassung von Schaltern oder Hebeln oder bei der Open/Close-Erkennung. Typische Applikationen, die von den neuen Hallsensoren profitieren, sind elektrische Fensterheber und Schiebedächer, Kofferraumverriegelungen, Scheibenwischer, Sicherheitsgurte, Nockenwellen, Schalthebel und die vielfältigen Ansteuerungen von BLDC-Motoren.
Die Stromaufnahme der Sensoren liegt bei 1,4 mA, der ESD-Schutz bei maximal 4 kV HBM (Human Body Model). Das SOT23-Gehäuse ist mit 3,77 mm² Grundfläche etwa 30 % kleiner ist als das Standard-SC59-Gehäuse. Dennoch ist es pin-kompatibel dazu, sodass Anwender bestehende Leiterplattenlayouts nicht ändern müssen. Das PG-SOT23-Gehäuse ist halogenfrei, kompatibel mit RoHS und AEC-Q100-qualifiziert.
Wie erwähnt, entspricht die TLI496x-xM-Serie funktional den TLE-Pendants, ist jedoch für den industriellen Temperaturbereich spezifiziert und JESD47-qualifiziert. Typische Anwendungen für die TLI496x-xM-Sensoren sind bürstenlose Gleichstrommotoren in E-Bikes oder Kühllüftern von PCs, elektrische Antriebe in der Gebäudeautomatisierung wie in Jalousien oder Garagentoren sowie die Auf/Zu-Erfassung in Weißer Ware oder der Gebäudesicherung.
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- Sparsam bei den Kosten und der Stromaufnahme
- Hall-Sensoren für Konsumer-Anwendungen
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