小さいことが偉大であれば : 新しいMA782ホールエンコーダは、世界最小の真のアブソリュートICエンコーダ®です。

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課題

過去数十年にわたって、製品開発はますますデザインと人間工学的側面によって支配されるようになりました。皆、これを消費者として喜んで受け入れていますが、開発エンジニアとして、MPSの日常業務への意義とも認識しています。複雑な機能は小さなパッケージに詰め込まれ、ますます多くのアプリケーションがバッテリ駆動でモバイルになっています。

これは、センサシステムの開発にも大きな影響を及ぼします。かつては市販のエンコーダを取り付けるだけで十分でしたが、今では、与えられた機械的制約に固有のセンサ構成を設計する必要があることがよくあります。

これらの主要な傾向に応えて、MPSはMA782をMagAlphaファミリの位置センサの新しいメンバーとして開発しました。

スペースの最適な使用

MA782は、MPS独自のSpinAxisTM技術を使用しています。SpinAxisTM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が1平方ミリメートルの何分の1かしか占められなくなります (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 SpinAxisTM技術

従来のICパッケージは、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、MPSの他のMagAlphaセンサのすでに業界をリードする形状要素よりも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SpinAxisTM技術の別の特典が有効になります : 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バジェット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、これは真のアブソリュートエンコーダであり、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フェッチできます。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。SpinAxisTM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、新世代の位置検出アプリケーションを可能にします。

    • 小型のQFN-14 (2mm x 2mm) パッケージにより、市場で最小の統合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と低くなっています。
    • SpinAxisTM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、機構、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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