对于一些需要提供冗余设计的系统,英飞凌提供双核版本角度传感器。双核版本角度传感器其感应单元组成的惠斯通电桥组在结构上平行于感应平面X,Y轴,同心轴向垂直于Z轴,其巨磁阻感应单元结构大小相同,仅仅在Z轴方向存在一定气隙。这样的设计能够很好地确保同一感应平面上磁场变化方向相同,更好地保证了双核角度传感器数据准确性以及可靠性。
图6:巨磁阻角度传感器感应单元
为了满足不同角度检测应用,英飞凌巨磁阻角度传感器系列提供多种型号以满足不同需求。比如TLE5009输出正弦和余弦模拟量,而TLE5011输出正弦和余弦数字量。而TLE5012B则能够输出处理后的角度值,通过SPI协议输出角度以及速度信息,并针对不同应用还可提供IIF,HSM,PWM,SPC等接口。
巨磁阻角度传感器需要工作在合适的磁场强度,以TLE5012B为例,工作在-40℃至150℃下外部磁场强度规定为30mT至50mT范围。外部磁场强度过小或者过大都会增加额外的角度误差。如图7所示,绿色代表外部磁场,蓝色代表自由层磁化方向,红色代表参考层磁化方向。当外部磁场强度太弱时,会导致自由层磁化方向不能够很好地对齐外部磁场方向。当外部磁场强度太强时,会影响到参考层磁化方向。外界磁场强度过强并不会造成芯片的损坏,只是会影响检测精度,当外界磁场强度恢复到规定范围内时,检测精度又能够恢复到正常范围。
图7:外部磁场强度对巨磁阻角度传感器影响
总结综上所述,英飞凌能够为汽车领域应用提供基于巨磁阻效应传感器,可用于速度检测和角度检测,其感应单元和信号处理单元被集成到一个芯片上,可提供更小体积以及优异性能。巨磁阻传感器具有体积小,灵敏度高,线性度好,温度范围高,耐恶劣环境,成本低等特点,将会越来越广泛地被用于各个领域。