TLI5590 aneb co dokážou dva nepatrné můstky

Na ploše o velikosti cca jeden krát jeden milimetr se může odehrávat spousta zajímavých věcí.

Firmě Infineon Technologies to např. bohatě stačí k tomu, aby zde začala precizně sledovat polohu, resp. měřit délku či natočení. A spousta miniaturních elektronických systémů společně s ní. Jak je to možné?

Pro zoom i fokus

Vysoká přesnost, odolnost vůči rozptylovým polím, malá hystereze, vynikající linearita, vysoká citlivost nebo též nízká hladina šumu. I tak by se daly heslovitě popsat předpoklady integrovaných obvodů XENSIV™ s označením TLI5590-A6W, kterými se v Infineonu pochlubili začátkem tohoto roku. Skutečné miniatuře se širokým teplotním rozsahem od -40 °C až do +125 °C přitom stačí v pouzdrech typu „wafer-level“ o velikosti 1,27 x 0,93 x 0,4 mm pouhých šest vývodů. Kromě nezbytného napájení se tak bude pokaždé jednat pouze o výstupy můstků, kladné nebo i záporné. Máme totiž co do činění s linearizovanými magnetickými snímači polohy, vystavěnými na technologii TMR (tunnel magnetoresistance), vhodnými jak pro přímá, tak i úhlová přírůstková měření. Ve spojitosti s průmyslovými senzory, rozhraním člověk–stroj, v medicíně, víceúčelových kamerách apod.

Potřebujete precizně zaznamenávat polohu s přispěním vícepólového magnetu, vyhovět standardům JEDEC JESD47K a v průmyslových nebo i čistě spotřebních aplikacích vymyslet náhradu za optické kodéry či resolvery (rotační transformátory)? V tom případě sáhněte po společné dvojici Wheatstoneových můstků s neobyčejně vysokou citlivostí, malým jitterem nebo i nízkou spotřebou energie, takže lze bez potíží počítat i s napájením z bateriového zdroje. Třeba u elektroniky ve fotoaparátech, kde bývá zapotřebí vyřešit ostření nebo např. přiblížení. Ve srovnání s lineárními snímači využívajícími Hallova jevu nám senzory s technologií TMR navíc nabídnou lepší linearitu, nižší rušení a také menší hysterezi. Zde jinak v provedení mikropouzder typu SG-WFWLB-6-3 s vyšší hustotou integrace.

Nová čidla XENSIV™ s analogovým rozhraním v našem případě umožňují přesnou detekci, a to i za předpokladu rychle se měnícího směru pohybu. Integrované obvody TLI5590-A6W se proto budou skládat ze dvou Wheatstoneových TMR můstků, kde příslušný odpor závisí na orientaci a také intenzitě vnějšího magnetického pole. V návaznosti na vícepólový magnet pak bude každý můstek vyrábět rozdílový výstupní signál, to znamená sinusové a kosinové průběhy, které pro účely relativního stanovení pozice následně ještě zpracujeme. Díky použití vhodného magnetického kodéru, lineárního či rotačního, lze tudíž dosahovat i „super přesnosti“ lepší než deset mikrometrů. Systém se pro svou vysokou teplotní stabilitu navíc neztratí ani v náročnějších podmínkách s možností flexibilního nasazení až do +125 °C. Výrobce udává citlivost pro oba můstky 9, resp. 18 mV/V/mT, rozsah ±5 mT, napájení od 1 až do 5,5 V, proudový odběr 1 mA, platný pro napětí 3,3 V nebo i typickou šířku pásma 5 kHz.

Odkazy:

[1] https://www.infineon.com/cms/en/about-infineon/press/market-news/2024/INFATV202401-044.html