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Magnetfeldsensoren: TDK präsentiert neuen analogen TMR-Winkelsensor mit Redundanzfunktion für sicherheitsrelevante Anwendungen

  • Der TAS8240 ist ein kompakter, kostengünstiger, redundanter Sensor auf TMR-Basis, der aus vier Wheatstone-Brücken zur Winkelerfassung besteht
  • Hohe Winkelgenauigkeit von ±1,0° in einem Umgebungstemperaturbereich von -40 °C bis +150 °C
  • Hohe Stabilität über Temperatur, Magnetfeldbereich und Lebensdauer
  • Bietet eine genaue und ausfallsichere Rotorpositionsmessung, die in sicherheitsrelevanten Anwendungen wie Servolenkungsmotoren benötigt wird

20. Juni 2024

Die TDK Corporation erweitert ihr Portfolio an TMR-Winkelsensoren (Tunnel-Magneto-Resistance) mit dem TAS8240-Sensor für Automobil- und Industrieanwendungen. Der neue Sensor, der sowohl im kompakten QFN16- (3 x 3 mm²) als auch im TSSOP16-Gehäuse (5 x 6,4 mm²) erhältlich ist, verfügt über vier redundante analoge Single-Ended-SIN/COS-Ausgänge und bietet einen geringen Stromverbrauch. Der Sensor ermöglicht präzise Winkelmessungen und bietet eine hohe Performance in Anwendungen mit begrenztem Bauraum. Als 360°-Winkelsensor eignet sich der TAS8240 zur genauen Messung der Rotorposition von BLDC-Motoren, die in sicherheitskritischen Anwendungen wie Servolenkungen, Bremskraftverstärkern oder Traktionsmotoren eingesetzt werden.* Die Volumenproduktion des TAS8240 hat begonnen, und Muster sind bereits verfügbar.

Der Sensor integriert vier TMR-Halbbrücken-Paare und liefert vier durch das angelegte Magnetfeld in der X/Y-Ebene getrennte SIN/COS-Ausgänge. Es kann ein höherer Grad an Funktionaler Sicherheit bis ASIL D auf Systemebene erreicht werden, während gleichzeitig eine bessere Verfügbarkeit der Positionsinformationen geboten wird, selbst bei Ausfall eines der Ausgangssignale.

Das QFN16-Gehäuse ist eine Lösung zur Oberflächenmontage (SMT) und bietet eine deutlich kleinere Grundfläche als das TSSOP16-Gehäuse. Damit eignet es sich für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot. Die benetzbare Flanke trägt dazu bei, eine Lötqualität zu gewährleisten, die für Anwendungen im Fahrzeug notwendig ist. Je nach Systemarchitektur werden auch Fail-Operational-Konzepte von dem neuen Sensor unterstützt.

Die ausgefeilte TMR-Technologie von TDK profitiert von der langjährigen Erfahrung des Unternehmens in der Magnetfeldsensorik und der Fertigung mikroelektronischer Bauelemente. Durch die erfolgreiche Integration der hochentwickelten TMR-Technologie in kleine Sensorgehäuse ist es gelungen, dieses Sensorprinzip optimal umzusetzen. Die Winkelgenauigkeit bleibt bei Temperaturschwankungen sowie über die gesamte Lebensdauer des Sensors stabil. Das klar deterministische Verhalten des TAS8240 im erweiterten Magnetfeldbereich eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten – auch in anspruchsvollen Umgebungen.

Glossar

  • TMR: Magnetischer Tunnelwiderstand (Tunnel-Magneto-Resistance)
  • SMT: Oberflächenmontagetechnik (Surface Mount Technology)

Hauptanwendungsgebiete*

  • Absoluter Drehwinkelsensor
  • EPS-Motorwellenwinkelsensor
  • Lenkradwinkelsensor
  • Winkelsensor für elektrische Bremsaktuatoren
  • Resolver-Ersatz für E-Achse / Antriebsmotor

Haupteigenschaften und -vorteile

  • Berührungslose 360°-Winkelmessung und lineare Positionsmessung für z.B. Pedal- oder Drosselklappenstellung
  • Hohe Winkelgenauigkeit von ±1,0° in einem Umgebungstemperaturbereich von -40 °C bis +150 °C
  • Redundanz: 4 x Single-Ended SIN/COS-Ausgangspaare
  • Funktionale Sicherheit: ASIL D ready
  • Geringer Stromverbrauch
  • Unterstützt radiale Messaufbauten
  • Optimiert für Automobil- (AEC-Q100) und Industrieanwendungen
Type Gehäuse Gehäuse-abmessungen Winkelgenauigkeit (nach Kompensation) Betriebs-temperatur-bereich Analog-Ausgang Brücken-widerstand Magnetfeld- Amplituden-bereich
TAS8240-BAAA TSSOP16 LxBxH:
5 x 6,4 x 1,1 mm		 ±1,0 ° oder weniger (über Temperatur)
±0,3 ° (TA= 25 °C, typisch) 		-40 °C bis zu 150 °C (Umgebungs-temperatur) Single-Ended, redundant, 1,5 Vp-p
(bei Vcc 5,0 V, ratiometrisch)		 5 kΩ Nennwert:
20 bis 80 mT (empfohlen)
TAS8240-HAAA QFN16 (Benetzbare Flanken-beschich-tung) LxBxH:
3 x 3 x 0,75 mm

* 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 Stromversorgungen 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 2024 erzielte TDK einen Umsatz von 14,6 Milliarden USD und beschäftigte rund 101.000 Mitarbeiter weltweit.

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