小さいことが最重要なら: 世界最小の真に完全なICEncoder®、MA782ホールエンコーダのご紹介

Marko Hepp

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スペースの最適な使用

MA782は、MPS独自のSpinAxis^TMテクノロジーを採用しています。SpinAxis^TMテクノロジーにより、角度センサ全体のモノリシック集積が可能になり、内部センサのフロントエンドの横方向の寸法は1平方ミリメートルの何分の1しか必要ありません (図1を参照)。これは、個別のセンサフロントエンド (磁気抵抗など) を処理ユニット (補間器など) に組み合わせる必要がある他のアプローチとはまったく対照的です。

図1: MPSのSpinAxis^TMテクノロジー

従来のICパッケージでは、シリコンダイのエッジを横切って延びるワイヤボンド接続を使用して、パッドをリードフレームに接続します。最新のフリップチップ技術は、ダイを反転し、はんだバンプを介してパッドをリードフレームに直接接続することにより、この円周方向のエッジを低減します。このテクノロジーを使用すると、MA782の実装面積を2mm x 2mmに縮小できます。これは、すでに業界をリードしているMPSの他のMagAlphaセンサの形状要素よりも50％以上小さくなっています (図2を参照)。

図2: 米国1セント硬貨上のMA782。2mm x 2mmパッケージ

製品の機械的設計は、感知されている回転の中心へのアクセスをブロックすることがよくあります。ここでは、MPSのSpinAxis^TM技術の別の特長が役立ちます: MA782は、回転する磁石の中心に直接面するように配置するか (シャフトの端)、横方向に変位させるか (シャフトの側面)、磁石の平面の端に直交するように配置することもできます (シャフトの直交側)。 (図3を参照)。直径磁石、リング磁石、または多極リング磁石が適切なターゲットです。この汎用性により、最も困難な制約にも適合するセンサ位置が可能になります。

図3: MagAlphaのポジショニングオプション

省エネ機能

センサに厳しいエネルギー収支を課すシステムの代表的な例は、住宅用電子ドアロックまたはWi-Fi接続する部屋のサーモスタットです。どちらのアプリケーションにも、かなりまれに (1日に数回) トリガーされる動きがありますが、ユーザーは、システムが目立った遅延なしに反応することを期待しています。また、内部の複雑さにはマイクロコントローラベースの実装が必要ですが、ユーザーは、1回のバッテリ充電で数週間または数か月にわたって動作することを期待しています。

MA782は、消費電力を最適化するためのいくつかのメカニズムを提供します。

まず、これは真に完全なエンコーダなので、長いスタンバイ期間の直後でも、サンプリングのたびにフルアングル情報を提供します。

次に、MA782には設定可能なサンプルレートがあります。集積されたパワーダウンロジックは、特定のアプリケーションに合わせて調整された間隔でセンサコアをウェイクアップし、実際の角度を測定して、センサを超低電力スタンバイモードに戻します。通信インタフェースのみがアクティブのままであり、ホストマイクロコントローラはいつでも最新の角度情報を入手できます。通常の構成では、サンプルレートと必要な角度分解能に応じて、平均消費量は4mA～4μAです。

これらの対策はセンサのエネルギー消費量を削減することを目的としていますが、MA782はさらに一歩進んで、システム全体の効率を最適化するのに役立ちます。センサは、位置の変化が所定のしきい値を超えると、マイクロコントローラのIRQ信号を生成するように構成できます。したがって、システムの電力消費の大部分を占めることが多い処理システムは、スリープモードのままで、必要な場合にのみ再アクティブ化されます。割り込み基準は、基準角度とこの基準からの偏差のしきい値によって定義されます。

センサの性能

MA782のセンシングコアは、面内磁場の方向を測定する集積ホール効果デバイスのアレイに基づいています。8ビットから12ビットの角度分解能を生成する高速デジタルフィルタと効率的なSPI通信により、非常に動的なシステムの場合、6.25μsという短い制御サイクルが可能になります。SpinAxis^TM法では、最小限のキャリブレーションが必要であり、ゼロ点シフトと可能な対称性補正のみに制限されます。

新しいMA782センサは、力学、電力要件、およびその双方に制約があるアプリケーションで使用するセンサの最適解です。

• 小型のQFN-14 (2mm x 2mm) パッケージで、市場で最小の統合型角度センサになります。
• その消費電力は他のどの製品よりも低く、数mAとなっています。
• SpinAxis^TMセンサコアは、必要な解像度に調整でき、柔軟な磁気構成を可能にします。

これにより、 MA782は、力学、電力要件、またはその両方によって制約を受けるアプリケーションに最適なセンサの選択肢になります。

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