1. 產(chǎn)品介紹

MLX90425磁位置傳感器芯片是一款采用雙模封裝（DMP）設(shè)計的高性能傳感器，它在技術(shù)上延續(xù)了MLX90364和MLX90421的成熟封裝形式和引腳布局，同時引入了最新的磁感應(yīng)技術(shù)，為汽車應(yīng)用提供了無縫且高效的升級方案。該芯片能夠?qū)崿F(xiàn)360°的磁感應(yīng)旋轉(zhuǎn)檢測，確保在任何角度都能提供精確的位置反饋信息，這對于汽車的油門位置、變速箱位置以及執(zhí)行器的運(yùn)動反饋等應(yīng)用至關(guān)重要。

其最大的亮點在于卓越的抗雜散磁場干擾（SFI）性能，這使得它能夠在復(fù)雜的電磁環(huán)境下保持高精度的感應(yīng)能力。隨著汽車行業(yè)從傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)向高壓混合動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，電子元件面臨的電磁干擾問題愈發(fā)突出。MLX90425的高抗干擾能力確保了磁感應(yīng)芯片在高壓混合動力系統(tǒng)中能夠提供準(zhǔn)確的感應(yīng)反饋信息，從而滿足汽車行業(yè)對高精度位置檢測和抗干擾能力的嚴(yán)格要求。

2. 特性和優(yōu)勢

• 支持的輸出模式：模擬輸出（成比例）或 PWM（脈寬調(diào)制）輸出

• ISO 26262 ASIL B SEooC（獨(dú)立安全單元）

• 可編程測量范圍

• 高達(dá) 17 點的可編程線性傳輸特性

• 工作溫度范圍為 -40 ℃ 至 160 ℃

• Triaxis?霍爾技術(shù)

• 片上信號處理，可實現(xiàn)可靠的絕對位置感測

• 符合 ISO 11452-8 標(biāo)準(zhǔn)，對高達(dá) 5 mT（或 4 kA/m）的雜散場具有較強(qiáng)的抗干擾能力

• 封裝選項，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)

• SOIC-8 (DC)單芯片

• TSSOP-16 (GO)雙芯堆疊(冗余)

• DMP-4 (VS)，單芯片無 PCB 解決方案

• SMP-3 (VE)，單芯片無PCB解決方案

• SMP-4 (VD)，雙芯堆疊無PCB解決方案(冗余)

• 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)（0 級）

• 可使用 PTC-04 和 PTC-04-DB-HALL06 子板進(jìn)行編程

3. 產(chǎn)品數(shù)據(jù)

Triaxis 磁性位置傳感器根據(jù)具體型號，可以測量兩個或三個磁場分量（Bx、By、Bz）。圖 2 顯示了一個典型的軸端應(yīng)用實例，其中一個徑向磁化的磁鐵在 IC 上方旋轉(zhuǎn)。在傳感器平面上，磁通密度的兩個分量（即 Bx 和 By）隨著磁鐵旋轉(zhuǎn)呈現(xiàn)正弦波和余弦波（見圖 2）。通過集成的數(shù)字信號處理，這些信號可以通過 Vy/Vx 比值的反正切運(yùn)算轉(zhuǎn)換為 0 到 360 度的旋轉(zhuǎn)位置。

圖 1 Bx 和 By 場圖

機(jī)械描述

旋轉(zhuǎn)軸、磁鐵位置和傳感器位置之間的機(jī)械對準(zhǔn)度會強(qiáng)烈影響測量精度。機(jī)械對準(zhǔn)誤差（見圖3）可能導(dǎo)致額外的偏移、相位偏移、幅度變化以及與理想正弦和余弦輸出曲線的非線性。雖然偏移、相位和幅度可以在IC級別輕松調(diào)整和補(bǔ)償（參見MLX90316前端校準(zhǔn)的應(yīng)用筆記），但XY平面中傳感器與旋轉(zhuǎn)磁鐵之間的離軸（偏心）造成的線性誤差，理想情況下通過輸出特性線性化來補(bǔ)償。在大多數(shù)情況下，最佳解決方案是選擇足夠大的磁鐵，以將線性誤差限制在預(yù)定義機(jī)械公差可接受的范圍內(nèi)。

圖 2 角度傳感機(jī)械裝置

磁體和傳感器之間的軸向工作距離由飽和效應(yīng)（電氣或磁性）決定下限，由所需的信號與偏置比或信號與噪聲比決定上限。

徑向偏軸和磁鐵直徑偏軸
由于生產(chǎn)公差、機(jī)械間隙和振動引起的位置偏移會導(dǎo)致角度輸出信號的非線性。圖4顯示了在使用盤形磁鐵 D15H4（直徑 D = 15 mm，高度 H = 4 mm）時的特定設(shè)置的非線性。磁鐵表面與 MLX90316 敏感區(qū)之間的氣隙為 5mm。

圖 3 D15H4 - 由于離軸錯位引起的線性誤差

由于給定的偏軸不對準(zhǔn)引起的角誤差會隨著磁鐵直徑的增加而減小。下面的圖5有助于估算所需的磁鐵直徑，以滿足特定的制造公差加上使用壽命磨損的要求，同時確保預(yù)定的非線性（角度誤差）不被超過。

圖 4 不同磁鐵的角度誤差與偏心/離軸關(guān)系

例如：如果由于生產(chǎn)/制造定位公差（包括使用壽命磨損）導(dǎo)致的最大預(yù)期偏心為0.5毫米，而允許的最大非線性為0.2度（占360度滿量程的0.05%），那么直徑為10毫米的磁鐵是一個不錯的選擇。

然而，選擇盡可能大的磁鐵并不會得到最佳結(jié)果：

- 大磁鐵的均勻性可能較差（磁鐵表面的熱點也會產(chǎn)生角度誤差） 

- 強(qiáng)磁場需要在傳感器和磁鐵之間保持更大的距離以避免飽和效應(yīng)（磁通密度必須保持在 70 mT 以下） 

- 大磁鐵更昂貴 通常情況下，為了使非線性誤差低于 1 度，磁鐵直徑需比最大偏心距大 10 倍；若要使非線性誤差低于 0.3 度，則需大 20 倍

傳感器與磁鐵之間的軸向距離——空氣間隙

磁鐵的選擇也應(yīng)根據(jù)特定應(yīng)用中的空氣間隙范圍（軸向距離）來進(jìn)行。在IC級別，水平磁通密度需保持在20至70 mT之間（即45 mT ± 25 mT）。傳感器與磁鐵之間距離過小會增加電氣或磁飽和的風(fēng)險。此外，磁體材料的缺陷可能在磁體表面產(chǎn)生磁熱點，導(dǎo)致局部磁場偏轉(zhuǎn)，最終引起額外的角度誤差；因此，我們建議客戶不要使用例如直徑較大的粘結(jié)鐵氧體材料。Melexis Triaxis傳感器的磁飽和水平在各產(chǎn)品的數(shù)據(jù)表中有所描述，通常為70 mT。如果施加高于70 mT的磁場，不會造成損壞或任何磁滯影響。

使用較大距離（小振幅）會降低信噪比。

圖 5 磁體（氣隙）軸向距離與水平磁通密度

圖 5 顯示了磁場強(qiáng)度與距離之間的典型關(guān)系。該數(shù)據(jù)來自對直徑為6毫米、高度為2.5毫米（D6H2.5）的釤鈷磁鐵的測量。最佳磁通密度（20毫特到70毫特）在磁鐵表面與傳感器敏感點之間保持2毫米到5毫米的空氣間隙時達(dá)到。