3D-Positionserfassung für kompakte Motoraktuatoren

Melexis veröffentlicht den MLX90381 5V, einen kompakten magnetischen Pico-Resolver, der zur Erfassung der Rotorposition in engen elektromechanischen Baugruppen entwickelt wurde. Die Komponente richtet sich an Automobilarchitekturen, alternative Mobilitätsplattformen und die Robotik, indem sie einen schnellen analogen Ausgang für räumlich begrenzte Motorsteuerungs-Ökosysteme bereitstellt.

Integration in beengte Motorarchitekturen
Die Positionserfassung in Anwendungen wie elektronischen Ventilen, Sitzmechanismen, Brems- und Lenkmotoren, E-Bike-Antrieben und Roboteraktuatoren schließt eine traditionelle Sensormontage am Wellenende (End-of-Shaft) oft aus. Bei Motor-Designs mit durchgehender Welle (Through-Shaft) oder seitlicher Montage (Side-of-Shaft) ist der physische Raum stark eingeschränkt. Der MLX90381 5V begegnet diesem Problem durch den Einsatz der Triaxis-Hall-Technologie zur Messung der magnetischen Flussdichte in drei Dimensionen. Indem Systemingenieure zwischen den magnetischen Achsenpaaren X/Y, X/Z oder Z/Y wählen können, kann das Bauteil neben oder unter der Magnetspur montiert werden. Dieser Mechanismus eliminiert den Bedarf an zusätzlichem seitlichen Freiraum, was die Geometrie der Leiterplatte (PCB) und das Toleranzmanagement in dichten mechanischen Baugruppen vereinfacht.

Signalverarbeitung und dynamische Leistungsparameter
Der Sensor gibt analoge Hochgeschwindigkeits-Sinus- und Kosinussignale aus, um kontinuierliche Echtzeit-Positionsdaten an den Systemcontroller weiterzuleiten. Beim Betrieb mit einer standardmäßigen 5V-Versorgung bietet der Resolver eine Signalaktualisierungsrate von 2 Mikrosekunden. Diese geringe Latenz unterstützt die genaue Messung von Drehzahlen über 50.000 Umdrehungen pro Minute (U/min) und wird den dynamischen Bandbreitenanforderungen von Gleichstrom- (DC), bürstenlosen Gleichstrom- (BLDC) und permanenterregten Synchronmotorkonfigurationen (PMSM) gerecht. Für die Kalibrierung in der Produktionslinie verfügt das Bauteil über eine I²C-Kommunikationsschnittstelle, die präzise Anpassungen der Empfindlichkeit und der Filterbandbreite ermöglicht, um die Signalverarbeitung auf Systemebene zu optimieren.

Thermische Zuverlässigkeit und Automobilqualifizierung
Die Komponente ist in einem Standard-DFN-6-Gehäuse mit den physischen Abmessungen von 2,0 mm x 2,5 mm x 1,0 mm untergebracht. Sie behält ihre Betriebsstabilität über einen extremen Temperaturbereich von -40 °C bis 160 °C bei. Um sicherheitskritische Automobilanforderungen zu erfüllen, verfügt die Hardware über integrierte Diagnosefunktionen und erreicht die AEC-Q100-Qualifizierung sowie die ASIL-B-Readiness als „Safety Element out of Context“ (SEooC). Durch die Kombination der mehrachsigen magnetischen Erfassung mit dieser kompakten Bauform reduziert die Architektur systematisch Integrationsengpässe, die mit herkömmlichen starren Erfassungskomponenten verbunden sind.

Zusätzlicher Kontext
Dieser Abschnitt beschreibt technische Spezifikationen und Wettbewerbs-Benchmarks, die in der ursprünglichen Pressemitteilung nicht enthalten sind.

Standard-TMR-Positionssensoren (Tunnel Magnetoresistance) wie die Serien Infineon TLE5012B oder TDK TAS bieten eine hohe Winkelgenauigkeit und geringen Signal-Jitter, sind aber im Allgemeinen auf die planare (X/Y) Feldmessung beschränkt. Diese architektonische Starrheit zwingt Maschinenbauingenieure dazu, den Sensor genau am Ende der Welle oder perfekt parallel zum Dipolmagneten auszurichten. Im Gegensatz dazu bietet die 3D-Hall-Effekt-Technologie, wie der Triaxis-Mechanismus im MLX90381 oder im Monolithic Power Systems (MPS) MA302, die Möglichkeit, die Position aus Magnetfeldern außerhalb der Ebene (X/Z oder Y/Z) zu berechnen. Dieser objektive Kompromiss priorisiert die mechanische Flexibilität bei der Unterbringung gegenüber der absoluten theoretischen Auflösung, was für E-Bike-Antriebe mit durchgehender Welle und kompakte Robotergelenke, bei denen eine axiale Ausrichtung physisch blockiert ist, strukturell notwendig ist.

Bearbeitet von Aishwarya Mambet, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.

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