Melexis verhoogt nauwkeurigheid van Hall-effect DC-stroommeting
Tessenderlo, België, 12 september 2023 – Melexis lanceert met de MLX91230 het eerste product van de derde generatie stroomsensoren. Deze digitale oplossing biedt voor een betaalbare prijs in een compact ontwerp een nauwkeurigheid van +/-0,5%. Hij integreert IVT-meetmogelijkheden, bevat een microcontroller (MCU) om de ECU te ontlasten en beschikt over geïntegreerde veiligheidsfuncties. De MLX91230 is zeer geschikt voor EV-batterijmanagement en stroomdistributiesystemen.
Een superieur alternatief voor bestaande technologie
Een terugkerend probleem bij het ontwerpen van EV's is dat ontwerpers vanwege de eenvoud vertrouwen op shunttechnologie, maar moeite hebben om volledig te profiteren van de thermische capaciteit. Als de stroom door de sensor toeneemt, moet de weerstand afnemen om dezelfde thermische verliezen te behouden (vanwege de onbalans van het systeem). Op vergelijkbare wijze slagen ontwerpers die fluxgate-technologie gebruiken om te profiteren van de galvanische isolatie en hoge nauwkeurigheid er niet in om de kostendoelstellingen te halen. Bovendien verbruiken ze met deze oplossing te veel vermogen en ruimte. Om hiervoor een oplossing te bieden heeft Melexis de MLX91230 ontwikkeld.
De sensor is ontworpen voor een breed scala aan toepassingen. Voor OEM's en Tier 1 leveranciers die de productiekosten willen verlagen door inkoop van het DC-stroomsensor ontwerp, biedt deze digitale component een nauwkeurige en betrouwbare meetoplossing die tegelijkertijd voldoet aan de strengste functionele veiligheidseisen. Voor batterijtoepassingen ondersteunt de component meting van de laadtoestand (‘state of charge’; SoC), algemene staat (‘state of health’; SoH) en de functietoestand (‘state of function’; SoF) van de batterij in zowel lage- als hoge-spanningssystemen. Daarmee is hij ideaal voor batterijmanagementsystemen (BMS), batterij disconnect units (BDU) en batterij junction boxes (BJB).
De MLX91230 biedt fabrikanten van bijvoorbeeld stroomverdelingscomponenten, schakelaars en relais een veilige en eenvoudige methode om de mogelijkheden van hun systeem te vergroten door met behulp van de programmeerbare flash microcontroller slimme functionaliteit toe te voegen. Andere innovatieve implementaties zijn slimme pyrozekeringen, waarbij de MLX91230 kan worden gebruikt voor lokale beslissingsgestuurde regelingen, en energieopslagsystemen voor thuisgebruik, zoals batterijsystemen voor de opslag van PV-energie.
MLX91230 nauwkeurigheid en embedded MCU
Dankzij de digitale architectuur en geavanceerde signaalverwerking voorziet de MLX91230 in een ongekende nauwkeurigheid van +/-1% over het temperatuurbereik gedurende de gehele levensduur. Hoewel dit al eerder is geclaimd door concurrerende sensoren, garandeert de MLX91230 deze nauwkeurigheid niet alleen voor thermische drift, maar ook voor drift die samenhangt met de levensduur en lineariteitsfouten. Dit is een ongelooflijke verbetering ten opzichte van bestaande oplossingen.
De MCU met ingebouwd flashgeheugen ondersteunt het gebruik van maatwerksoftware en uitgebreide compensatie van systeemafwijkingen. Voorbeelden zijn compensatie voor ferromagnetische verzadiging, niet-lineariteiten en hysterese. De MCU ondersteunt ook het aanpassen van frames.
De MLX91230 voldoet aan AEC-Q100 en ASIL. Hij ondersteunt systeemintegratie tot ASIL D volgens de functionele veiligheidsvereisten van ISO 26262. De digitale architectuur en flexibele MCU maken eenvoudige integratie mogelijk in een reeks batterijgerelateerde en DC-spanning/stroom toepassingen.
Uitgebreide functionaliteit
De toename van elektrische voertuigen en geavanceerde rijhulpsystemen (ADAS) legt een grotere druk op het elektronische ontwerp van voertuigen, of dit nu is om te voldoen aan de nieuwste functionele veiligheidseisen of om de gewenste ontwerpefficiëntie of kostendoelstellingen te halen. De MLX91230 biedt een ongeëvenaarde reeks eigenschappen, die zijn ontwikkeld om te voldoen aan de actuele eisen van de automotive industrie:
- Hall-effect gebaseerde DC-stroommeting - Zorgt voor galvanische isolatie van de stroommeting, +/-0,5% nauwkeurigheid over het temperatuurbereik van -40 °C tot +125 °C en een totale drift van +/-1% gedurende de hele levensduur.
- IVT mogelijkheid - Meet drie fysische grootheden: stroom, spanning en temperatuur.
- Flexibele voedingsspanning -5 V (+/-10%) of 12 V board-netaansluiting (LV124 compliant).
- Diagnostische on-chip overstroomdetectie (OCD) - Maakt directe invoer naar de driver van de pyrozekering mogelijk.
- Voldoet aan functionele veiligheid (SEooC) - De ontwerper hoeft niet meer alle veiligheidsmechanismen zelf te ontwikkelen.
- Digitale MCU met programmeerbaar flashgeheugen - Maakt geavanceerde compensaties, berichten op maat en ontwikkeling van intelligente systemen mogelijk.
- Extra spanningskanaal - Maakt metingen mogelijk met interne (12 V/24 V/48 V) verdeler of externe verdeler (hoge-spanning of ‘plausibility’ ingang). Vergemakkelijkt batterijweerstandsmetingen, voor check op veilige spanning / ‘plausibility’ of te gebruiken als extra signaalingang.
- On-chip meting van de junction-temperatuur - Geeft inzicht in lokale temperaturen.
- Instelbare LIN- of UART-uitgang - Maakt integratie met 12 V batterijtoepassingen en stroomverdelingsmodules mogelijk, evenals directe communicatie met BMS of UART-over-CAN communicatie via kabelbomen.
- Compact IC-ontwerp - 8-pins SOIC-behuizing.
Samenvatting
Tot nu toe waren Hall-effect sensoren ongeschikt voor veel hoge-spanning ontwerpen. Dankzij de geavanceerde MLX91230 is deze kosteneffectieve, nauwkeurige en contactloze technologie niet alleen een haalbare optie voor deze ontwerpen, maar in veel gevallen zelfs te verkiezen boven fluxgate- en shuntsensoren. Voor lage-spanning implementaties is het beeld vergelijkbaar. De bovengenoemde factoren, gecombineerd met de eenvoudige integratie, het inherent voldoen aan functionele veiligheid en geavanceerde slimme functies die mogelijk worden gemaakt door de digitale MCU, maken de MLX91230 een voor de hand liggende keuze voor ontwerpers.
“De derde generatie stroomsensoren van Melexis voor het batterijplatform vertegenwoordigt de meest recente ontwikkelingen in onze uitgebreide kennis van auto- en sensortechnologie. Met dit assortiment hebben we drie belangrijke pijlers gedefinieerd: een betrouwbare digitale kern, hoge nauwkeurigheid en het inherent voldoen aan functionele veiligheid”, zegt Bruno Boury, Product Line Manager Current Sensors bij Melexis. “De MLX91230 laat zien hoe onze technologie met zijn ongeëvenaarde nauwkeurigheid kan voldoen aan de nieuwste industriële eisen. Daarbij blijft die zowel kosteneffectief als eenvoudig te integreren in een breed scala aan toepassingen.”
Ga voor meer informatie naar: www.melexis.com/MLX91230 of neem direct contact met ons op via: www.melexis.com/contact.