Датчики Novosense для электромобилей

Нацеливаясь на важный сегмент рынка электромобилей, NOVOSENSE предлагает широкий ассортимент датчиков, которые обеспечивают решения для автомобильной электроники, включая магнитные датчики тока для батареи, двигателя и системы управления электромобиля, магнитные датчики углового положения в системе теплового управления, MEMS-датчики давления в системе BMS, а также различные MEMS-датчики давления, датчики измерения давления масла и микросхемы обработки сигналов для гибридных автомобилей и традиционных автомобилей с ДВС.

Рис 1: Сенсорные решения NOVOSENSE для электромобилей

Магнитные датчики тока для батареи, двигателя и системы управления электромобиля

Магнитные датчики тока являются неотъемлемым компонентом систем управления батареей, двигателем и силовой электроникой электромобиля.

В системе OBC/DCDC датчики тока на основе эффекта Холла обеспечивают две важные функции: осуществляют обратную связь по току и обеспечивают защиту от перегрузки путем измерения тока на стороне PFC входа OBC и высоковольтного выхода DCDC. Измеряемый ток здесь обычно составляет десятки ампер, требования к задержке измерения менее 3 мкс, а точность измерения около 3%. Наиболее часто этом применении используются датчик тока на основе эффекта Холла в корпусе SOIC-16 (SOW-16).

В мощных же системах электропривода, где рабочие токи достигают сотен ампер, ключевую роль играют точные и надежные линейные датчики тока. Компания NOVOSENSE предлагает решения на основе эффекта Холла, включая бескорпусной датчик NSM2020, а также серии NSM201x и NSM203x линейных датчиков тока. Разработка следующего поколения продуктов также активно ведется.

Серия NSM201x: Гибкость под разные задачи

Модельный ряд NSM201x представляет выбор по типу корпуса и по характеристикам в зависимости от исполнения (основные параметры — см. Таблицу 1):

Таблица 1. Основные характеристики серии NSM201x.

Можно заметить, что модели с четными номерами NSM2012 и NSM2016 имеют 8-контактный корпус, а модели с нечетными номерами NSM2011, NSM2013 и NSM2015, NSM2017, кроме NSM2019  — 16-контактный корпус, NSM2019 - 10-контактный корпус.

В OBC в основном используются модели с  широким 16-контактным корпусом, то есть NSM2011 и NSM2015. NSM2011 — это ширококорпусные 16-контактные датчики тока на основе эффекта Холла с диапазонами измерения от 20А до 100А, поддерживающие питание 3,3В или 5В, с полосой пропускания 240 кГц и задержкой 2,2 мкс. Благодаря температурной компенсации и предварительной калибровке перед поставкой, микросхема может достигать точности измерения 2% во всем диапазоне температур, полностью удовлетворяя требованиям датчика OBC; микросхема может выдерживать изоляционное напряжение 5000В и рабочее напряжение основной изоляции 1550В.

NSM2015 имеет полосу пропускания 320 кГц, задержку всего 1,5 мкс и точность измерения 2% во всем диапазоне температур, с такими же показателями по напряжению и надежности, как у NSM2011. Разница заключается в том, что NSM2015 также поддерживает вывод защиты от перегрузки по току и позволяет пользователю настраивать точку перегрузки. Обе модели NSM2011 и NSM2015 совместимы с основными конкурентными моделями на рынке.

Серия NSM203x: Высокая скорость и программируемость

Линейка датчиков NSM203x представлена моделями NSM2031, NSM2031F, NSM2032 и NSM2033.

NSM2031 и NSM2031F:

NSM2032 и NSM2033:

Серия NSM203x выпускается в корпусах TO94 с прямыми и отогнутыми выводами; NSM2032 поддерживает вывод опорного напряжения, а NSM2033 поддерживает вывод защиты от перегрузки.

Бескорпусное решение: датчик NSM2020

Датчик NSM2020 по характеристикам близок к датчикам серии NSM2033, но поставляется в компактном корпусе TSSOP8. Это решение:

• Упрощает интеграцию измерений тока для автопроизводителей
• Снижает сложность проектирования системы
• Уменьшает общую стоимость

Поскольку NOVOSENSE использует метод обнаружения вертикального магнитного поля, эта микросхема обладает высокой способностью подавления синфазного магнитного поля и может осуществлять высокоточное измерение тока без экранирования.

Все упомянутые датчики тока NOVOSENSE соответствуют строгим автомобильным стандартам. Компания предоставляет полный пакет подтверждающей документации, включая отчеты AEC-Q100, файлы PPAP и сертификаты безопасности.

Датчики угла в системе теплового управления

Система теплового управления электромобилей требует использования водяных насосов и клапанов для балансировки температуры между различными модулями и компонентами. Для систем теплового управления NOVOSENSE разработала системные решения, включая SoC-драйвер для двигателя насоса, датчик угла обратной связи водяного клапана и магнитный переключатель коммутации BLDC-двигателя. NSM301x — это серия микросхем, основанных на эффекте Холла. В ней используется принцип измерения угла с помощью четырех элементов Холла, а вычисление угла выполняется алгоритмом Cordic.  Память MTP поддерживает конфигурацию нулевого выходного сигнала, 4-сегментную линейную калибровку и другие функции, а точность выходного угла может достигать 1 градуса или даже 0,2 градуса после коррекции. NSM301x предлагает различные формы выходного сигнала, включая аналоговый, PWM, 3-проводной SPI, UVW и другие. В настоящее время эта серия сенсорных микросхем производится серийно.

MEMS-датчики давления для BMS

Для решения проблемы теплового разгона в автомобильной системе управления батареями (BMS) NOVOSENSE представляет MEMS-датчики давления для раннего обнаружения давления при тепловом разгоне. Серия MEMS-датчиков давления NSPASx поддерживает диапазон измерения давлений от 10 до 400 кПа с точностью лучше ±1%. Датчики давления серии NSPASx также могут использоваться для обнаружения давления в подушках безопасности автомобильных сидений, чтобы повысить комфорт и безопасность пассажиров, а также для обнаружения вакуума в вакуумных насосах систем вакуумного усиления тормозов.

Рассмотренные нами системы демонстрируют, что компания NOVOSENSE предлагает разнообразные решения для электромобилей. NOVOSENSE также продолжает развивать свою карту продуктов, обеспечивая надёжность для современных электромобильных и автомобильных систем.