使用A1337角度传感器IC (AN296116)的低功耗和转速计数传感
使用A1337角度传感器IC (AN296116)的低功耗和转速计数传感
作者:Alihusain Sirohiwala, 亚博棋牌游戏Allegro MicroSystems
介绍
从工业自动化和机器亚博尊贵会员人到电子动力转向(EPS)和电机位置传感等众多应用都需要监控旋转目标的角度。任何成功的角度测量系统的设计都需要基于用户的需求。亚博尊贵会员应用笔记AN269115.和AN269121涵盖了Allegro角度传感器集成电路在同轴和离轴磁铁配置中的使用。这个应用说明涵盖了Allegro A1337角度传感器集成电路适用于电池供电的应用(汽车或非汽车)，亚博尊贵会员需要传感器在多种任务模式下运行。
即使在关闭状态下也需要传感器操作的汽车系统
某些汽车角度传感应用要求即使在关闭状态下也能跟踪角度位置。亚博尊贵会员在关闭状态下，车辆中的大多数电压调节器是不工作的。因此，必须在关闭状态下工作的传感器通常直接由汽车电池(12v)供电。亚博尊贵会员
- 安全带被动安全系统
- EPS电机位置
通常，这些电动机和座椅带系统换档，以便通过角度传感器IC计算多个角度传感器旋转。因此，A1337包括计数磁体的旋转匝的电路。当传感器IC连接到汽车电池时，它们还必须具有低功耗模式，可实现有效的电池使用。通常，即使当车辆处于键关闭状态时，传感器IC也必须跟踪磁铁的匝数（TCS）。A1337监视并跟踪TCS，即使设置为低功耗模式也是如此。当在键盘或键盘模式下使用A1337时，这将确保系统可以准确且始终一致地跟踪方向盘位置或座椅带扩展。传统上，通过相对复杂的机械和电子元件的组合来实现这种关键要求。A1337可以通过执行绝对角度测量和TCS的跟踪来降低系统级复杂性并消除许多系统组件，同时在车辆键关闭时保持低电池功耗（85μA）。
A1337概述
A1337是一款360°角度传感器IC，基于磁性圆形垂直霍尔(CVH)技术，提供非接触式高分辨率角度位置信息。它具有片上系统(SoC)架构，包括CVH前端、数字信号处理和SPI、SENT和PWM输出。它还包括片上EEPROM技术，用于校准参数的行末灵活编程。A1337非常适合需要0°到360°角度测量的汽车应用，如电子动力转亚博尊贵会员向(EPS)、旋转换挡(PRNDLs)、安全带张紧器和油门系统。A1337角度传感器设备设计用于支持广泛的应用，并具有多种工作模式，按输出格式或功耗组织。亚博尊贵会员通过输出格式，A1337支持SPI、SENT、PWM和Manchester接口。对于每个这些接口的,A1337有能力报告直接角输出(12位数字角度输出报告在选定的输出接口)或转数(TC)输出,这是一个量化跟踪计数的匝数由磁性目标在顺时针或逆时针方向。按功耗划分，A1337分为“正常功率模式”、“低功率模式”和“超低功率传输模式”。
正常电源模式
在正常功率模式下，IC借出最大电流（名义上8.25 MA-DEVEL在A1337数据表中的正常模式电源规范有更多详细信息）以操作其完整功能集，并以RPM所选择的最快速率更新角度输出寄存器模式和AVG设置（参见A1337编程
参考更多详情）。
低功耗模式
低功耗模式对于电池供电的应用是有用的，其中跟踪目标旋转的任务可以被描绘成两个任务模式之一。亚博尊贵会员第一任务模式将类似于角度跟踪模式，其中传感器以完全带宽跟踪输出，并以全分辨率提供其测量角输出。第二个任务模式可以被认为是转动跟踪模式。在此模式下，传感器不需要以完全分辨率跟踪角度 - 足以跟踪目标的匝数计数值。可以通过A1337中的EEPROM设置预先选择一个转档单元的大小，以180或45度。A1337轨道±1280在两个方向上转动。在低功率模式下，A1337主要以较低的静态电流消耗状态保持。IC不提供SPI，发送或PWM接口的正常角度读数，但定期唤醒以检查匝数计数。通过编程片上的EEPROM存储器，用户可以根据应用程序调整低功率模式操作的关断时间。图2显示了平均iCCμA与可编程关闭时间t离开．
传输模式
某些电池驱动的应用需要IC在长期存储和/或运输过亚博尊贵会员程中特别低的功耗(例如，当一辆新车从装配线运输到经销商时)。为了满足这一需求，A1337采用了一种称为传输模式的超低功耗模式。传输模式用于使A1337进入深度睡眠状态，以实现超低功耗。在此模式下，传感器IC不跟踪角度或转弯计数。通常，IC在传输模式下，每个芯片消耗30 μA的电流。
唤醒别针
A1337还提供了一个WAKE输入管脚。该引脚旨在唤醒设备从低功率模式，在特殊情况下，电机加速度太高，系统不能等待整个低功率睡眠时间到期，在下一次周期唤醒之前。当WAKE引脚上的电压阈值超过V之后(的)，IC将从低功耗模式唤醒，然后开始追踪正常电源模式的转弯。该引脚通常连接到来自所使用的电动机的电动机电压信号的滤波版本。这允许在高加速度事件的情况下，从电动机到匝数计数电路的快速反馈。下面示出了星形3相电动机的后部EMF的符号波形表示，以及样品滤波电路。
之间的过渡模式
A1337的设计使得它可以在正常功率模式(NPM)，低功率模式(LPM)和传输模式(TPM)之间转换，无论是基于系统微控制器的命令，通过磁目标旋转，或通过超过WAKE引脚阈值，V之后(的)．这种双方案确保了当传感器处于低功耗模式时，由于目标旋转过快而不会丢失有价值的TC信息。为了更好地理解这一点，考虑一些基于
如图3所示的状态图，以及表1所示的信息。假设传感器是上电的，处于NPM状态。因此，它将能够提供表1中NPM所描述的所有功能。现在，如果控制器决定为了节省电力，它应该进入LPM，那么它必须满足图3 A分支中列出的所有条件，才能进入LPM。换句话说，A1337 SPI线将必须保持低>50 μs，即WAKE引脚电压
在A1337 IC上必须低于阈值V后(不)，磁体的目标转速必须低于平均速度S醒(TH)．如果这些条件都满足，那么IC将会过渡到LPM。在LPM中，IC将能够支持TC跟踪功能
如表1所示。如果系统现在需要从LPM中唤醒并重新进入NPM，那么它就需要满足图3中B分支所描述的任何条件——换句话说，在SPI引脚上启动活动，或者以比S更快的速度旋转目标醒(TH)，或施加高于V的电压后(不)在WAKE引脚上。以类似的方式，通过满足状态图分支a、B、C或D所指定的适当条件，系统可以在NPM、LPM和TM之间导航。
