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世健公司提供ADI汽车传感器和传感器接口解决方案

mxj1005071012 在 2013-10-3 建立的討論區

应用描述

为了符合新出台的法规要求,提高燃油经济性和减少排放,汽车必须更加环保。只有通过改进传统内燃机效率,才能满足这些要求,这一目标要通过改进燃烧传感和控制性能付诸实现,因而需要更高的传感器和信号调理精度和集成度。车辆中通常有超过100个传感器,通常按功能可以分为6类,包括压力传感器、电流传感器、电容传感器、位置传感器、速度传感器和温度传感器。

系统需求与设计挑战

 

车辆传感器可用于动力总成系统、底盘/安全和车身系统。要改善燃油经济性、排放量和车辆性能,必须同时改进动力总成系统。对于传感器而言,这需要显著改善性能和/或实现各种功能,但在动态范围、精度、诊断和稳定性(EMC、ESD、温度等)方面实现这个目标具有很大挑战性。

 

 

 

 

 

 

 

压力传感器

 

在高压恶劣环境下,我们需要很多压力传感器来测量气体或流体压力。例如,有些动力总成系统需要测量缸内、变速箱油、柴油共轨、GDI燃油、柴油微粒滤清器(DPF)和废气再循环系统(EGR)的压力。安全应用包括制动液和乘客检测系统的重量或压力。高压恶劣环境应用要求传感器元件(容性或压阻)必须与信号调理芯片分隔开。例如,压阻(应变片)解决方案可以测量最高达到2,800 bar的压力。应变片技术基于电阻电桥。四个应变片附加到一个薄膜上,形成薄膜式压力传感器。输出信号小至10 mV。系统误差包括机械输出、热输出、容差和应变系数误差。总误差可以达到最高100%的FSR。因此,调理电路必须高度精确,具有低漂移。另外还需要基于增益、失调、温度和线性度相关的多变量补偿。压力传感器主要放置在恶劣环境中。典型工作温度范围为?40°C至+125°C,在某些情况下高达150°C。这些传感器还需要高抗电磁干扰能力和诊断功能。

 

电流传感器

 

为改进燃料经济性和能源管理,必须精确控制电磁阀在燃油喷射系统和自动变速箱中的位置。此外,还必须更加精确地监控“按需”功率的电机电流。我们通常遇到的设计挑战包括在恶劣环境中实现高精度、低失调(失调必须小于5 mV,失调漂移必须小于20 μV)、高带宽(有些情况需要高达500 kHz)、宽共模电压范围(最高65 V)、宽工作温度范围(高达125°C)。

 

电容传感器

 

电容传感器具有多种优势,例如低系统成本、不同形状可行性和低功耗。它们通常在无钥匙进入门控系统接近传感器、雨量探测器、湿度传感器、燃油液位/品质传感器中应用。电容传感器对环境变化敏感,因而必须具有很高的分辨率、精度、可调共模电容和抗电磁干扰能力。

 

 

位置和速度传感器

 

ADI在旋变数字转换器(RDC)市场拥有广泛的产品组合和悠久的历史。AD2S1205和AD2S1210能够处理高达3,125 RPS的跟踪速率。它们的精度可以达到±2.5弧分。AD2S1205是12位RDC,AD2S1210的10/12/14/16位分辨率可由用户设置。芯片具有差分输入和增量式编码器输出,以及可编程故障检测阈值。它们可在变速箱、EPS和HEV/EV电机中用于电机轴角度和速度测量。

 

温度传感器

 

ADI的TMP36精度达到满量程±2°C和线性度达到满量程0.5°C,温度范围为?40°C到+125°C,具有模拟输出。ADI的ADT7311和ADT7312精度达到满量程±1°C,温度范围为?40°C至+150°C,具有数字SPI输出。基于裸片封装,ADT7312的温度范围可以增加到-40至+175°C。

 

 

ADI公司的解决方案

 

ADI与全球领先汽车供应商建立了长期良好关系,而且在高性能信号处理、高可靠性和高质量产品开发方面具有丰富经验,处于业界领先地位,能够提供优化解决方案业以应对这些挑战。

結果