電磁感應式位置傳感器IPS2550在電動汽車中的應用

近年來，由于各國的碳中和戰(zhàn)略，燃油動力汽車正逐漸被電動汽車取代。2021年11月在英國舉行的COP26會議上，20多個成員國同意在2040年實現(xiàn)無燃油車。因此，沒有人能夠阻擋新能源汽車時代的到來。 我相信未來會有越來越多的玩家來到新能源汽車的研發(fā)以及制造領域。

今天要介紹一款所有xEV開發(fā)者都無法拒絕的產(chǎn)品。那就是電動汽車中不可缺少的車載位置傳感器電磁感應式傳感器IPS2550。無法拒絕的理由只有一個：便宜且易于使用。

首先我想介紹一下這款產(chǎn)品電磁感應式位置傳感器IPS2550。

IPS2550是基于瑞薩電子的電磁感應位置檢測技術，根據(jù)線圈的電磁感應原理檢測目標金屬的位置。

正在尋找更高精度的位置傳感器

IPS2550是基于電機軸設計的，可以通過將傳感器中的扇區(qū)數(shù)與電機中的極對數(shù)相匹配來優(yōu)化角度精度。IPS2550可對應的最高轉速高達600，000rpm（電角度），并且可實現(xiàn)比其他位置傳感器更高的精度。 比一般旋轉變壓器的精度高約 2 至 3 倍。

高精度 ≦0.1% full scale （理想線圈）

最大對應轉速高達600，000rpm（電角度）

想內制化最適合的位置傳感器

由于IPS2550是根據(jù)線圈的電磁感應原理檢測目標金屬的位置，因此不受電機類型和形狀的限制，可以靈活應對所有貼裝方式。

關于IPS2550位置傳感器的構成請看下圖，只需要金屬扇葉，PCB和半導體。而像旋轉變壓器等機械產(chǎn)品則需要有相當?shù)闹圃旖?jīng)驗以及高精度的設備來制造，這對于想內置化屬于您的位置傳感器來說無疑是個不小的難題。相比較而言，IPS2550只需要一塊PCB，一個金屬扇葉和芯片，并不需要特殊的制造設備，您可以輕松制造屬于您自己的IPS2550位置傳感器。

對于各位xEV 開發(fā)人員，我們瑞薩會用一直以來的經(jīng)驗為您提供線圈設計的全方位技術支持（從概念設計到線圈數(shù)據(jù)）。包括系統(tǒng)分析和可行性研究、線圈設計、進行優(yōu)化和線圈的Gerber數(shù)據(jù)等。 我們還為 xEV 開發(fā)人員提供各種設計示例CRB（客戶參考板目錄）作為參考。

想削減位置傳感器的成本

當您使用傳統(tǒng)旋轉變壓器作為xEV的位置傳感器時，需要將旋轉變壓器本體固定到電機上，并將其連接到電機軸上，再使用連接器將其連接到控制板，而且還需要在控制板上增加勵磁電路。而使用IPS2550時，只需如下圖所示配置即可。因此，IPS2550的BOM數(shù)的成本與旋轉變壓器相比，可降低30％或更多。

接下來，我想介紹一下應用了IPS2550的xEV逆變器解決方案

在該解決方案中，不但具有面向xEV可達到輸出規(guī)格為100kW而容積僅僅只有3.9L令人驚艷的尺寸大小的逆變器，而且通過利用IPS2550進行了更高精度的角度位置檢測，達到更低的成本，更容易實現(xiàn)內制化的設計。同時我們還在高壓逆變器環(huán)境下對位置傳感器的抗噪性進行了驗證。

在逆變器中主要使用的半導體均為瑞薩自己的產(chǎn)品，它們有IPS2550，微控制器RH850/C1MA2，IGBT/FRD，光電耦合器等。瑞薩不但可以提供半導體，而且我們還可以提供硬件系統(tǒng)的設計和軟件系統(tǒng)的設計三個領域的全方位的技術支持。

以下是該解決方案的系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)的易用性

我們不但提供用于評測的示例軟件、還會提供上述線圈設計示例以及支持線圈設計過程從而達到支援客戶進行早期市場投放。

審核編輯：郭婷