全球微电子工程公司Melexis今日宣布,推出MLX90381的5V版本,进一步扩展其紧凑型Triaxis® pico-resolver(微型解码器)芯片系列。这款芯片作为转子位置传感领域的解码器方案,专门为空间受限的电机设计场景量身定制,支持更广泛的汽车、新形态出行及机器人电机应用。与设计布局受限的TMR(隧道磁阻)方案不同,这款全新的5V版本具备卓越的安装放置灵活性——这种设计自由度让工程师能够在不牺牲精度的前提下有效缩小电机尺寸。
电机小型化趋势下的传感挑战:位置解码器需要“身段灵活”
随着电机设计朝着更小尺寸、更低噪音和更高效率的方向发展,将精确的转子位置解码器集成至空间受限的机械系统中的挑战日益凸显。在无法进行轴端(End-of-shaft)测量的应用场景中,这一挑战尤为严峻——例如贯通轴(Through-shaft)电机、制动电机、转向电机、电动自行车驱动器以及其他紧凑型执行器等。在这些环境下,工程师亟需一种支持灵活布局的位置传感解决方案,且不能增加额外的机械复杂度或占用PCB空间。
传统的位置传感方案往往对传感器的安装位置有严格限制——通常要求传感器必须放置在电机轴的正端或特定角度位置。而Melexis的pico-resolver系列芯片本身就是一种“位置解码器”,它通过感应磁场的三维分量并输出正/余弦模拟信号,使电机控制器能够精确解码出转子的绝对位置和旋转速度。5V版本的推出,使这套解码器方案能够在更广泛的供电电压平台上运行。
Triaxis®霍尔技术+高速正/余弦输出:灵活布局的微型解码器
为解决上述痛点,5V版本的MLX90381将Melexis专有的Triaxis®霍尔技术与高速正弦/余弦模拟输出相结合,集成于紧凑的DFN-6封装中。该器件通过感应三维磁通量密度,支持自定义选择X/Y、X/Z或Z/Y磁轴对组合,赋予了工程师在传感器相对于旋转磁铁的布局上更大的自由度。在离轴和在轴电机设计中,传感器可直接放置于磁轨下方或紧邻磁轨的位置,无需额外占用侧面空间——这不仅有助于突破机械限制、简化PCB布局,还能有效降低紧凑装配中的公差管控难度。
作为位置解码器,MLX90381的输出信号直接与电机控制器的解码算法对接——传感器输出的是原始正/余弦信号,而电机控制器需要从中提取出精确的转子角度。这种“前端传感+后端解码”的分工,使MLX90381能够支持直流(DC)、无刷直流(BLDC)以及永磁同步电机(PMSM)等多种电机架构的高精度位置检测。
2µs刷新率支持50000rpm:高速电机对解码器响应速度的苛刻要求
5V版本的MLX90381可提供2µs的输出刷新率,支持超过50000rpm的旋转速度测量。在高转速电机中,位置解码器的刷新率直接决定了电流环路的控制精度——刷新率越高,电机控制器获取的转子位置信息越实时,电流调节的响应越准确。2µs的刷新率意味着在50000rpm的转速下,解码器在每个电角度周期内可提供数十次位置更新,为高速电机的高精度控制提供了充足的数据支撑。
其可编程的灵敏度和滤波器带宽为优化系统性能提供了高灵活性,而I²C通信接口则使生产过程中的器件配置与校准变得更加高效便捷。在规格与可靠性方面,5V版本的MLX90381采用尺寸仅为2.0mm×2.5mm×1.0mm的紧凑型DFN-6封装,具备-40℃至160℃的宽工作温度范围,内置诊断功能,符合ASIL B SEooC(独立安全单元)标准并通过了AEC-Q100认证,能够有效满足严苛的汽车及工业设计要求。
应用场景:从汽车电子阀门到机器人执行器
MLX90381的目标应用涵盖电子阀门、座椅电机、隐藏式门把手、制动电机、转向电机、电动自行车电机、踏频传感器以及紧凑型机器人执行器等。在这些应用中,位置解码器需要在紧凑的机械结构中提供高精度的转子位置反馈——无论是电子阀门的开度控制、电动自行车的中轴扭矩感应,还是机器人关节执行器的精确角位置控制,都依赖于解码器输出的高保真正/余弦信号。
“5V版本的MLX90381赋予了工程师更大的自由度,使其能够轻松在依赖5V供电的紧凑型电机系统中应用旋变位置传感技术,”迈来芯应用工程师David Goyvaerts表示,“通过将灵活的Triaxis®磁传感技术、高速正/余弦输出与紧凑型封装相结合,它不仅能帮助客户突破集成限制,还能为汽车、可替代出行和机器人应用提供高精度的电机控制支持。”
Melexis推出的MLX90381 5V版本,将高速正/余弦输出、灵活的磁轴选择和紧凑的封装尺寸整合于一颗芯片中,为空间受限的电机设计提供了一款灵活的转子位置解码器方案。2µs的刷新率、50000rpm的转速支持能力和-40℃至160℃的宽温范围,使其能够覆盖从汽车电子阀门到高性能机器人执行器的广泛场景。在这套解码器方案中,传感器与磁铁的相对位置不再是被动接受的约束条件,而是可以通过磁轴选择进行主动优化的设计变量——这正是pico-resolver方案的核心价值所在。