Texas Instruments, sensore di corrente coreless multiasse a effetto Hall

Texas Instruments presentato il primo sensore di corrente coreless multiasse a effetto Hall del settore, progettato per applicazioni a inverter di trazione su veicoli HEV/EV.

Il sensore TMCS2100-Q1 offre un approccio innovativo al rilevamento della corrente grazie alla combinazione di misurazione multiasse e un algoritmo proprietario, che permettono di non scendere a compromessi tra precisione e dimensioni del sistema nella progettazione degli inverter di trazione. Mentre le soluzioni coreless esistenti sono limitate alle misurazioni monoasse, il sensore TMCS2100-Q1 è il primo a misurare i campi magnetici sia in direzione orizzontale che verticale.

Il sensore TMCS2100-Q1

Questa misurazione multiasse risulta 20 volte più precisa rispetto alle alternative monoasse e raggiunge un errore di dislocazione inferiore all’1% per spostamenti di 0,4 mm e addirittura dello 0,25% per spostamenti di 0,1 mm. Questo livello di precisione migliora il circuito di controllo della coppia del powertrain EV e permette di ottenere il massimo in termini di efficienza ed erogazione di potenza in diverse condizioni termiche e di carico.

«Per la prima volta gli ingegneri hanno a loro disposizione un sensore di corrente ad effetto Hall che si spinge oltre i limiti delle soluzioni già esistenti, il che è particolarmente importante in quanto le architetture a 800 V stanno alzando l’asticella in termini di precisione degli inverter di trazione», ha detto Jason Cole, vicepresidente e direttore generale per Sensing Products di TI. «Sfruttando la ricerca avanzata dei Kilby Labs di TI, il nostro motore di R&D all’avanguardia, il TMCS2100-Q1 è stato sviluppato per fornire alle case automobilistiche uno strumento per la costruzione di HEV ed EV in cui una maggiore precisione di misurazione della corrente si traduce direttamente in una maggiore autonomia, un comfort di guida superiore e un più efficiente controllo del motore».

 Vantaggi e utilizzi

Le case automobilistiche sono alla costante ricerca di soluzioni che rendano gli inverter di trazione più leggeri ed efficienti, al fine di aumentare l’autonomia e migliorare le prestazioni dei veicoli. Gli approcci di misurazione tradizionali mettono i progettisti di fronte a un compromesso fondamentale:

• Le soluzioni con nucleo magnetico, o implementazioni C-core, offrono precisione, ma portano un aumento di peso e dimensioni.
• Le alternative coreless sono più piccole, ma compromettono la precisione a causa dell’errore di dislocazione e della diafonia magnetica.

L’attuale tecnologia di rilevamento di TI affronta questo compromesso in questo modo:

• Misurazione simultanea di entrambi gli assi: le vibrazioni dovute al funzionamento del veicolo comportano uno spostamento tra sensore e conduttore e causano una perdita di precisione nei sensori coreless differenziali monoasse. Il sensore TMCS2100-Q1 riduce sensibilmente l’errore indotto dalle vibrazioni misurando i campi magnetici simultaneamente sia sull’asse orizzontale che su quello verticale.
• Mantenimento della precisione: ridurre gli errori e mantenere una misurazione accurata della corrente permettono di ridurre al minimo l’effetto della diafonia magnetica e dell’ondulazione di coppia, la quale è una delle cause di accelerazioni scattose, rumorosità del motore e funzionamento inefficiente che va ridurre l’autonomia.

Inverter di trazione più piccoli e con una maggiore densità di potenza

Eliminando il nucleo magnetico senza pregiudicare la precisione, il sensore TMCS2100-Q1 permette di realizzare inverter di trazione più piccoli e con una maggiore densità di potenza; le case automobilistiche possono quindi costruire EV più efficienti, con maggiore autonomia e più piacevoli da guidare. Questo dispositivo rappresenta la più recente innovazione nella gamma automotive di TI, a dimostrazione del nostro continuo impegno nell’affrontare le sfide dei nostri clienti in ogni parte del veicolo.