探索英飛凌TLE4802：汽車角位置感應(yīng)的理想之選

在汽車電子領(lǐng)域，精確的角位置傳感對(duì)于許多關(guān)鍵系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要，比如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。英飛凌的TLE4802感應(yīng)式傳感器IC，就是為滿足汽車領(lǐng)域角位置傳感需求而設(shè)計(jì)的高性能解決方案。今天我們就來深入了解一下這款產(chǎn)品。

文件下載：Infineon Technologies TLE4802 XENSIV?電感式位置傳感器.pdf

一、TLE4802的關(guān)鍵特性

1.1 測(cè)量原理與功能

TLE4802采用基于感應(yīng)的測(cè)量原理，利用渦流方法感應(yīng)放置在一組PCB印刷線圈上方的金屬目標(biāo)位置。它具備雙角度測(cè)量和計(jì)算扭矩信息的能力，能為汽車系統(tǒng)提供更全面的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

1.2 抗干擾與安全性

• 抗雜散磁場(chǎng)能力：根據(jù)ISO 11452 - 8:2015標(biāo)準(zhǔn)，該傳感器具有內(nèi)在的抗雜散磁場(chǎng)能力，能在復(fù)雜電磁環(huán)境下穩(wěn)定工作。
• 安全標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)：符合ISO 26262:2018標(biāo)準(zhǔn)，可作為安全要素用于高達(dá)ASIL D級(jí)別的安全要求，為汽車安全系統(tǒng)提供可靠支持。

1.3 接口與防護(hù)

• 豐富接口：支持SENT（基于SAE J2716 - 2016）和SPC接口，提供了極大的靈活性，便于與其他汽車電子系統(tǒng)集成。
• 防護(hù)功能：具備過壓和反極性保護(hù)功能，同時(shí)集成了用于校準(zhǔn)和配置的內(nèi)存，并且采用了符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)且無(wú)鹵的封裝，環(huán)保又可靠。

二、產(chǎn)品參數(shù)剖析

2.1 絕對(duì)最大額定值

使用時(shí)需注意，超過“絕對(duì)最大額定值”可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成永久性損壞。例如，最大電源電壓VDD_max為 - 18V至18V（最大40小時(shí)），最大結(jié)溫TJ_max為 - 40°C至175°C（在TJ = 175°C時(shí)最大1000小時(shí)）。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，必須確保設(shè)備工作在安全范圍內(nèi)。

2.2 ESD抗擾度

不同引腳的ESD抗擾度有所不同。對(duì)于VDD、GND、OUT引腳，HBM ESD抗擾度為±4kV；對(duì)于其他引腳，為±2kV。這要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路板和進(jìn)行生產(chǎn)操作時(shí)，要采取適當(dāng)?shù)撵o電防護(hù)措施。

2.3 雜散場(chǎng)抗擾度

在直流和交流雜散磁場(chǎng)環(huán)境下，TLE4802表現(xiàn)出色。直流雜散場(chǎng)抗擾度HEXT_DC最大可達(dá)5000A/m，交流雜散場(chǎng)抗擾度HEXT_AC最大可達(dá)1000A/m，能有效抵抗外界磁場(chǎng)干擾。

2.4 壽命與點(diǎn)火循環(huán)

該傳感器的工作壽命長(zhǎng)達(dá)17000小時(shí)（在TJ_max = 175°C時(shí)最大1000小時(shí)），總壽命為15年（含3年存儲(chǔ)時(shí)間），點(diǎn)火循環(huán)次數(shù)為200×1000次，能滿足汽車長(zhǎng)期使用的需求。

2.5 功能范圍

在正常工作時(shí)，需滿足一定的條件。例如，工作電源電壓VDD為4.4V至6V，工作環(huán)境溫度TA為 - 40°C至150°C（在TA = 150°C時(shí)最大1000小時(shí)）。超出這些范圍可能會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

三、接口與通信

3.1 SENT接口

• 參數(shù)配置：SENT接口的一些參數(shù)可根據(jù)應(yīng)用需求修改，如單位時(shí)間UT（1.0至3.0μs）、低時(shí)間tlow（3至5UT）等。
• 幀格式與數(shù)據(jù)選擇：有多種幀格式可供選擇，如A、B、C等，不同格式對(duì)應(yīng)不同的通道數(shù)據(jù)位數(shù)和CRC位數(shù)。數(shù)據(jù)選擇也較為靈活，可選擇扭矩、角度1、角度2等數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。
• 錯(cuò)誤指示與CRC：在出現(xiàn)內(nèi)部傳感器錯(cuò)誤或啟動(dòng)錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)通過狀態(tài)位和特定的錯(cuò)誤代碼進(jìn)行指示。同時(shí)，根據(jù)不同的幀格式，采用不同的CRC多項(xiàng)式進(jìn)行校驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

3.2 SPC接口

SPC接口基于SENT協(xié)議，是一種同步數(shù)據(jù)傳輸方式。它通過接收特定的觸發(fā)脈沖來傳輸數(shù)據(jù)，可配置為總線模式或同步模式。參數(shù)配置與SENT接口類似，也有狀態(tài)位、幀格式、數(shù)據(jù)選擇、錯(cuò)誤指示和CRC校驗(yàn)等功能。

3.3 SICI接口

SICI接口用于對(duì)設(shè)備內(nèi)部存儲(chǔ)器進(jìn)行編程。可以修改客戶和特定應(yīng)用的參數(shù)，如校準(zhǔn)、接口設(shè)置等。通過特定的PWM信號(hào)進(jìn)行通信，有相應(yīng)的電氣和時(shí)序特性要求。

四、應(yīng)用考慮

4.1 外部電路設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)應(yīng)用電路時(shí)，需要注意外部元件的選擇和布局。例如，在SENT和SPC接口應(yīng)用中，需要靠近傳感器電源引腳放置100nF的去耦電容Cs，靠近VCBUF引腳放置100nF的緩沖電容CBUF。同時(shí)，根據(jù)線路長(zhǎng)度和應(yīng)用需求選擇合適的電容和電阻，以滿足EMC要求。

4.2 線圈應(yīng)用

對(duì)于使用兩組接收線圈（2x SIN，2x COS）的應(yīng)用，可按照標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用圖進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)于只使用一組接收線圈（1x SIN，1x COS）的應(yīng)用，需將其余引腳短接。

五、總結(jié)

英飛凌TLE4802感應(yīng)式傳感器IC憑借其先進(jìn)的測(cè)量原理、出色的抗干擾能力、豐富的接口和可靠的安全性能，成為汽車角位置傳感應(yīng)用的理想選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理配置參數(shù)，精心設(shè)計(jì)外部電路，以充分發(fā)揮TLE4802的性能優(yōu)勢(shì)。大家在使用TLE4802的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。