Magnetfreie Motorpositions-Sensoren

SENSORIK

Eine IPS-Technologie (Inductive Position Sensor) für Motorpositionssensor-ICs hat Renesas für den Einsatz in Robotik-, Industrie- und Medizinanwendungen entwickelt. Durch berührungslose Spulensensoren kann die Positionserfassung ohne magnetische und optische Encoder erfolgen.



Die proprietäre IPS-Technologie von Renesas nutzt Sensorelemente, die aus Kupferspulen bestehen. Diese werden auf eine Leiterplatte geätzt, um die Position eines metallischen Targets zu erfassen. Im Gegensatz zu schweren magnetbasierten Sensoren können die IPS-Produkte laut Unternehmen bei 600.000 Umdrehungen pro Minute (elektrisch) arbeiten und die Position direkt beim Start erkennen.

Die Laufzeitverzögerung beträgt weniger als 2μs, was sie für Motoren mit hoher Drehzahl geeignet macht. Darüber hinaus unterstützt die Sensortechnologie automatische Kalibrierungs- und Linearisierungsfunktionen, die eine gleichbleibende Leistung über die gesamte Lebensdauer eines Motors gewährleisten.


Technologie-Details

Die auf dem Vernier-Prinzip basierende Doppelspulen-Sensortechnologie unterstützt eine Auflösung von bis zu 19 Bit sowie eine Genauigkeit von bis zu 14 Bit. Die Sensortechnologie arbeitet auch in rauen Umgebungen, wo die Sensoren hohen Temperaturen, Staub, Feuchtigkeit, Vibrationen und elektromagnetischen Störungen (EMI) ausgesetzt sind. Die Induktionssensoren sind immun gegen Streufelder, erfordern laut Renesas keine Wartung und sind weniger fehleranfällig als magnetische Sensoren.

Diese Vorteile machen die induktiven Positionssensoren zu einer Alternative zu herkömmlichen optischen oder magnetischen Encodern, die in der Regel schwerer und teurer sind. Die induktive Positionssensortechnologie unterstützt gängige UART-, ABI- und I²C-Kommunikationsschnittstellen. Darüber hinaus unterstützt eine Toolchain die Sensortechnologie, einschließlich Software für die anwenderbezogene Anpassung und Optimierung der Präzision. Renesas plant, den Sensor mit zahlreichen kompatiblen Komponenten aus seinem Portfolio zu kombinieren.


Technische Eckdaten

  • Rotationsgeschwindigkeit: 600.000 Umdrehungen pro Minute (elektrisch)
  • Auflösung: bis zu 19 Bit 
  • Genauigkeit: bis zu 14 Bit
  • Digitale Schnittstellen: UART, ABI, I²C
  • Umgebungstemperaturbereich: -40°C bis +160°C
  • Zwei Spannungsversorgungsbereiche: 3,3V ±10% oder 5V ±10%
  • Überspannungs-, Verpolungs- und Kurzschlussschutz: ±18V an beiden Versorgungs- und Ausgangspins
  • Anpassbar an alle Winkelbereiche durch das Spulendesign


Verfügbarkeit

Muster des neuen induktiven Positionssensors sind ab sofort in begrenzter Stückzahl auf Anfrage verfügbar. Produktnamen und Spezifikationen werden Q2/2024 veröffentlicht, sobald die Massenproduktion beginnt.