h1_key

  面向更加清潔的未來，汽車所面臨的一大挑戰(zhàn)

  減少CO2排放的要求正在推動著全球的運(yùn)輸設(shè)備制造商實(shí)現(xiàn)越來越低的排放標(biāo)準(zhǔn)，這使得他們不僅要提高內(nèi)燃機(jī)的效率，同時還要向諸如混合動力汽車、純電動汽車等替代傳統(tǒng)的動力總成過渡。

  這類新的動力總成擴(kuò)大了汽車工業(yè)對電動機(jī)的需求。特別是牽引電機(jī)和起動機(jī)/發(fā)電機(jī)，在已有的搭載于傳統(tǒng)汽車的電動助力轉(zhuǎn)向、電動泵和電動駐車制動器的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)大了對電動機(jī)的需求。

  現(xiàn)有的傳感技術(shù)及其局限性

  轉(zhuǎn)子位置傳感器可用于改善閉環(huán)控制下的電機(jī)性能。使用轉(zhuǎn)子位置傳感器可以實(shí)現(xiàn)在包括啟動期間在內(nèi)的所有負(fù)載條件下進(jìn)行出色的轉(zhuǎn)矩控制。以及在制動和保持狀態(tài)下進(jìn)行高精度的角度控制，在高速旋轉(zhuǎn)下進(jìn)行更好的旋轉(zhuǎn)控制。這不僅提高了電機(jī)的總體效率，同時降低了噪聲和振動以及發(fā)熱。

  具體地說，這些新型傳感器用于提高精度、減小尺寸和重量，并降低總BOM成本。雜散場抗干擾性不僅提高了在復(fù)雜電磁環(huán)境中使用的傳感器的可靠性，同時也是開發(fā)更好的電機(jī)所需的另一個重要條件。當(dāng)然，電機(jī)位置傳感器不僅需要更長壽命和耐用性，而且需要在高溫、潮濕、灰塵多等惡劣環(huán)境下工作。

  最近的汽車工業(yè)使用的是利用了霍爾元件或xMR元件的磁性位置傳感器或旋轉(zhuǎn)變壓器。其中，磁性位置傳感器面臨著適用于多極電機(jī)時的檢測精度不足和僅能夠用于軸端應(yīng)用的問題。而旋轉(zhuǎn)變壓器雖然可以利用貫穿軸式的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對多極電機(jī)的應(yīng)用，但它不僅昂貴、笨重、而且會占用更多的空間。

  電機(jī)控制的新時代

  為了應(yīng)對在軸端結(jié)構(gòu)和貫穿軸結(jié)構(gòu)下都能以很高的精度進(jìn)行檢測的需求，瑞薩電子開發(fā)了IPS2550。這款革命性的新產(chǎn)品是一款用于高速電機(jī)的位置傳感器，具有正弦/余弦輸出接口，可支持600krpm的最大電機(jī)轉(zhuǎn)速，精度為0.2%滿量程。傳感器具有標(biāo)準(zhǔn)的2層印刷電路板，由IPS2550和外置被動元件以及安裝在電機(jī)軸上的金屬靶組成。

  IPS2550基于渦流效應(yīng)的物理原理，使用3個線圈組(1個用于發(fā)射，2個用于接收)。

  IPS2550位置傳感器實(shí)現(xiàn)了高達(dá)1/10的厚度和1/100的輕量化，大幅降低了使用旋轉(zhuǎn)變壓器解決方案時的BOM成本。IPS2550的位置傳感器能夠使感測線圈的扇區(qū)數(shù)與極數(shù)相匹配，從而實(shí)現(xiàn)對多極電機(jī)提供先進(jìn)的解決方案，這是磁性位置傳感器所無法做到的。這種創(chuàng)新方法提高了精度，降低了重量、尺寸和系統(tǒng)的總體成本，是一次重大的技術(shù)進(jìn)步。

  傳感元件設(shè)計的挑戰(zhàn)

  對于 IPS2550這類基于渦流效應(yīng)的傳感器，傳感元件設(shè)計是獲得良好精度特性的關(guān)鍵。瑞薩電子開發(fā)了一套用于位置傳感器設(shè)計的工具。此外，瑞薩電子擁有一個名為Customer Reference Board catalog (CRB)的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫具有不同的尺寸和極數(shù)組合，以及多個傳感器設(shè)計示例，可以簡單快速的適用于電機(jī)。這些參考設(shè)計可以以Garbar文件的形式提供給客戶，用于制造電路板。