El HAR 3025 es un sensor de posición angular de motor con doble die, salidas seno/coseno y arquitectura redundante para aplicaciones ASIL D fail-operational.
El nuevo HAR 3025 de TDK Corporation es un sensor de posición angular de motor basado en efecto Hall, definido como Safety Element out of Context o SEooC y preparado para Automotive Safety Integrity Level D o ASIL D según la norma ISO 26262:2018.
Orientado a diseño electrónico de seguridad funcional, el dispositivo amplía la familia de sensores angulares rápidos de la compañía con una arquitectura redundante en un encapsulado compacto para sistemas de dirección eléctrica, control x-by-wire y conmutación de motores de tracción de alta tensión.
Además, la integración de dos dies independientes dentro del mismo componente permite reducir el espacio ocupado frente a soluciones multipaquete, sin renunciar a la comparación de plausibilidad a nivel de sistema.
Arquitectura redundante del HAR 3025 para señal angular
La arquitectura del HAR 3025 emplea dos dies apilados en un encapsulado QFN24 de 4 x 4 mm2, con centros de sensibilidad coincidentes para que ambos elementos midan el mismo campo magnético.
Por ello, cada die genera señales síncronas de posición que el microcontrolador o la unidad de control electrónico, conocida como ECU, puede comparar para detectar desviaciones en aplicaciones fail-operational.
En concreto, cada die incorpora una matriz de seis placas Hall y procesamiento interno de señal para suprimir campos magnéticos parásitos conforme a ISO 11452-8:2015.
Gracias a esta compensación, el sensor permite medidas angulares fiables sin blindaje magnético adicional ni imanes objetivo sobredimensionados, un aspecto relevante en entornos próximos a motores eléctricos y líneas de potencia.
Salidas seno/coseno y calibración de final de línea
El componente proporciona salidas analógicas seno/coseno redundantes, configurables como diferenciales o single-ended, para que el cálculo externo del ángulo absoluto lo realice el microcontrolador del sistema.
Asimismo, la ruta de señal permite programar parámetros como ganancia seno/coseno, offset, ángulo cero, ortogonalidad y ancho de banda magnético mediante el pin de salida del sensor.
Al eliminar un pin específico de programación, el diseño simplifica la calibración de final de línea y favorece la integración en placas electrónicas con alta densidad de componentes.
Cuatro anchos de banda de amplificador seleccionables, desde 4,6 hasta 70,5 kHz, permiten ajustar el equilibrio entre retardo temporal y ruido angular según la dinámica del motor.
Para aplicaciones de alta velocidad, el sensor admite medida angular sin contacto de 360 grados en conmutación de motor hasta 60.000 rpm.
Diagnóstico integrado para seguridad funcional
La monitorización integrada supervisa funciones internas y externas clave, incluyendo tensión de alimentación, reloj, temperatura, procesado de señal Hall, memoria EEPROM y registros de configuración.
Si aparece un fallo, las salidas del die afectado pasan a alta impedancia, de modo que la ECU puede identificar la condición mediante resistencias externas pull-up o pull-down.
No obstante, el segundo die mantiene su funcionamiento independiente y conforme a métricas ASIL D, lo que resulta esencial en actuadores steer-by-wire, motores brake-by-wire y sistemas de dirección asistida eléctrica.
El rango de alimentación va de 3,0 a 5,5 V, mientras que la unión trabaja entre -40 y 170 grados Celsius con temperatura ambiente máxima de 150 grados Celsius.
La especificación de error angular total es igual o inferior a 0,6 grados con calibración estática de final de línea y puede reducirse hasta 0,1 grados mediante compensación dinámica externa.
También se incluyen protección frente a sobretensión e inversión de polaridad, salidas ratiométricas referenciadas a la alimentación y flancos mojables para inspección óptica automatizada, conocida como AOI.
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