1. 產品介紹

MLX90425磁位置傳感器芯片是一款采用雙模封裝（DMP）設計的高性能傳感器，它在技術上延續了MLX90364和MLX90421的成熟封裝形式和引腳布局，同時引入了最新的磁感應技術，為汽車應用提供了無縫且高效的升級方案。該芯片能夠實現360°的磁感應旋轉檢測，確保在任何角度都能提供精確的位置反饋信息，這對于汽車的油門位置、變速箱位置以及執行器的運動反饋等應用至關重要。

其最大的亮點在于卓越的抗雜散磁場干擾（SFI）性能，這使得它能夠在復雜的電磁環境下保持高精度的感應能力。隨著汽車行業從傳統內燃機向高壓混合動力系統轉型，電子元件面臨的電磁干擾問題愈發突出。MLX90425的高抗干擾能力確保了磁感應芯片在高壓混合動力系統中能夠提供準確的感應反饋信息，從而滿足汽車行業對高精度位置檢測和抗干擾能力的嚴格要求。

2. 特性和優勢

• 支持的輸出模式：模擬輸出（成比例）或 PWM（脈寬調制）輸出

• ISO 26262 ASIL B SEooC（獨立安全單元）

• 可編程測量范圍

• 高達 17 點的可編程線性傳輸特性

• 工作溫度范圍為 -40 ℃ 至 160 ℃

• Triaxis?霍爾技術

• 片上信號處理，可實現可靠的絕對位置感測

• 符合 ISO 11452-8 標準，對高達 5 mT（或 4 kA/m）的雜散場具有較強的抗干擾能力

• 封裝選項，符合RoHS標準

• SOIC-8 (DC)單芯片

• TSSOP-16 (GO)雙芯堆疊(冗余)

• DMP-4 (VS)，單芯片無 PCB 解決方案

• SMP-3 (VE)，單芯片無PCB解決方案

• SMP-4 (VD)，雙芯堆疊無PCB解決方案(冗余)

• 符合 AEC-Q100 標準（0 級）

• 可使用 PTC-04 和 PTC-04-DB-HALL06 子板進行編程

3. 產品數據

Triaxis 磁性位置傳感器根據具體型號，可以測量兩個或三個磁場分量（Bx、By、Bz）。圖 2 顯示了一個典型的軸端應用實例，其中一個徑向磁化的磁鐵在 IC 上方旋轉。在傳感器平面上，磁通密度的兩個分量（即 Bx 和 By）隨著磁鐵旋轉呈現正弦波和余弦波（見圖 2）。通過集成的數字信號處理，這些信號可以通過 Vy/Vx 比值的反正切運算轉換為 0 到 360 度的旋轉位置。

圖 1 Bx 和 By 場圖

機械描述

旋轉軸、磁鐵位置和傳感器位置之間的機械對準度會強烈影響測量精度。機械對準誤差（見圖3）可能導致額外的偏移、相位偏移、幅度變化以及與理想正弦和余弦輸出曲線的非線性。雖然偏移、相位和幅度可以在IC級別輕松調整和補償（參見MLX90316前端校準的應用筆記），但XY平面中傳感器與旋轉磁鐵之間的離軸（偏心）造成的線性誤差，理想情況下通過輸出特性線性化來補償。在大多數情況下，最佳解決方案是選擇足夠大的磁鐵，以將線性誤差限制在預定義機械公差可接受的范圍內。

圖 2 角度傳感機械裝置

磁體和傳感器之間的軸向工作距離由飽和效應（電氣或磁性）決定下限，由所需的信號與偏置比或信號與噪聲比決定上限。

徑向偏軸和磁鐵直徑偏軸
由于生產公差、機械間隙和振動引起的位置偏移會導致角度輸出信號的非線性。圖4顯示了在使用盤形磁鐵 D15H4（直徑 D = 15 mm，高度 H = 4 mm）時的特定設置的非線性。磁鐵表面與 MLX90316 敏感區之間的氣隙為 5mm。

圖 3 D15H4 - 由于離軸錯位引起的線性誤差

由于給定的偏軸不對準引起的角誤差會隨著磁鐵直徑的增加而減小。下面的圖5有助于估算所需的磁鐵直徑，以滿足特定的制造公差加上使用壽命磨損的要求，同時確保預定的非線性（角度誤差）不被超過。

圖 4 不同磁鐵的角度誤差與偏心/離軸關系

例如：如果由于生產/制造定位公差（包括使用壽命磨損）導致的最大預期偏心為0.5毫米，而允許的最大非線性為0.2度（占360度滿量程的0.05%），那么直徑為10毫米的磁鐵是一個不錯的選擇。

然而，選擇盡可能大的磁鐵并不會得到最佳結果：

- 大磁鐵的均勻性可能較差（磁鐵表面的熱點也會產生角度誤差） 

- 強磁場需要在傳感器和磁鐵之間保持更大的距離以避免飽和效應（磁通密度必須保持在 70 mT 以下） 

- 大磁鐵更昂貴 通常情況下，為了使非線性誤差低于 1 度，磁鐵直徑需比最大偏心距大 10 倍；若要使非線性誤差低于 0.3 度，則需大 20 倍

傳感器與磁鐵之間的軸向距離——空氣間隙

磁鐵的選擇也應根據特定應用中的空氣間隙范圍（軸向距離）來進行。在IC級別，水平磁通密度需保持在20至70 mT之間（即45 mT ± 25 mT）。傳感器與磁鐵之間距離過小會增加電氣或磁飽和的風險。此外，磁體材料的缺陷可能在磁體表面產生磁熱點，導致局部磁場偏轉，最終引起額外的角度誤差；因此，我們建議客戶不要使用例如直徑較大的粘結鐵氧體材料。Melexis Triaxis傳感器的磁飽和水平在各產品的數據表中有所描述，通常為70 mT。如果施加高于70 mT的磁場，不會造成損壞或任何磁滯影響。

使用較大距離（小振幅）會降低信噪比。

圖 5 磁體（氣隙）軸向距離與水平磁通密度

圖 5 顯示了磁場強度與距離之間的典型關系。該數據來自對直徑為6毫米、高度為2.5毫米（D6H2.5）的釤鈷磁鐵的測量。最佳磁通密度（20毫特到70毫特）在磁鐵表面與傳感器敏感點之間保持2毫米到5毫米的空氣間隙時達到。