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汽車傳感器的挑戰(zhàn)與解決方案

現(xiàn)在IC行業(yè)的主要驅(qū)動因素是汽車電氣化，這是未來幾十年持續(xù)發(fā)展的趨勢。

（1）這種趨勢導(dǎo)致對測量技術(shù)的需求不斷增大，以及對汽車系統(tǒng)的控制力度增強(qiáng)，其中高性能的角速度、速度和轉(zhuǎn)矩傳感器是必須的組件。為了提高汽車的舒適性、安全性和效率，這些傳感器分別應(yīng)用于助力轉(zhuǎn)向、ABS和電機(jī)管理系統(tǒng)。因此，駕駛經(jīng)驗隨之增加。

（2）另一個重要的發(fā)展趨勢是內(nèi)燃機(jī)到電動機(jī)的轉(zhuǎn)變，這就使得在電池管理系統(tǒng)和動力總成系統(tǒng)中傳感器的應(yīng)用越來越多。

（3）這種發(fā)展趨勢使汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的功能性和成本效益日益增加，進(jìn)而輔助汽車駕駛，未來最終實現(xiàn)自主駕駛。

NXP（恩智浦半導(dǎo)體公司）在汽車傳感器市場上非?；钴S，是某些領(lǐng)域的領(lǐng)航者。至今為止，NXP已經(jīng)共售出了500多萬ABS磁傳感器，總體而言，NXP是全球第三大磁傳感器供應(yīng)商。

汽車傳感器設(shè)計具有相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)性。傳感器必須適應(yīng)惡劣的汽車環(huán)境，如傳感器要暴露在灰塵中，有振動，工作溫度范圍是-40～200℃，且電源電壓的變化范圍較大。同時，這種傳感器將面臨成本和體積的壓力，需要更智能的解決方案和占用更少的物理空間。通常，這些傳感器的引腳數(shù)限制為2個或3個，且引腳必須能給傳感器供電，以及用于數(shù)據(jù)通信和測試。圖1示出ABS傳感器和轉(zhuǎn)向助力傳感器。

NXP公司的大多數(shù)磁傳感器基于AMR（各向異性磁電阻）的傳感元件。這些都是以高靈敏度、低噪聲和良好的線性度而被人們所熟知，但也存在由工藝公差造成的偏移。隨著這些傳感器越來越智能化（比如只有一個輸出），精度也會越來越高（角度傳感器會有0.1°的角度精度）。因此，魯棒性、低成本、準(zhǔn)確性和數(shù)字輸出使得汽車傳感器及其接口電路的設(shè)計非常具有挑戰(zhàn)性，因此就必須找到智能的解決方案。

Robert van Veldhoven et al. Advances in Sensors and Interfaces (IWASI), 2013 5th IEEE International Workshop on 13-14 June 2013.

編譯：倪媛媛