Couverture ElectroniqueS n°127

Allegro, Micronas, Melexis, Infineon, AKM ou encore Diodes apportent de multiples améliorations à leurs capteurs à effet Hall, une technologie qui conjugue précision, fiabilité et coût réduit pour mesurer des positions, des déplacements ou encore des courants sans contact. Ces capteurs de courant à effet Hall se distinguent en offrant à l'utilisateur la possibilité de programmer des paramètres tels que la gamme de courant, le seuil de surintensité ou encore le mode de sortie. T echnologie éprouvée mais toujours efficace et de surcroît économique, la détection par effet Hall de champs magnétiques –et, par extension, de courants ou de position – continue de faire l'objet de multiples améliorations, comme en témoignent les nombreuses annonces récentes en la matière. Com-mençons par Allegro MicroSys-tems qui lance l'ACS71240, un capteur de courant à effet Hall optimisé pour les applications automobiles, mais convenant aussi aux systèmes industriels. Par rapport à son prédécesseur ACS711, ce nouveau modèle offre une meilleure immunité du signal de sortie aux perturbations créées par les champs magnétiques externes et les rails de tension, et une précision supérieure (1,5% typique). Il bénéficie en outre d'une détection de surintensité plus rapide (1,5µs), ce qui profite à la sécurité fonctionnelle du système. L'ACS71240 est disponible en deux options de boîtiers caractérisées par des niveaux d'isolation galvanique différents. Le boîtier QFN miniature (3 x 3 mm) supporte des tensions continues allant jusqu'à 120V, tandis que le boîtier standard SOIC8 permet de monter jusqu'à 420V. Allegro a également ajouté à son catalogue de capteurs à effet Hall les APS11450 (commutateur unipolaire) et APS12450 (bascule bipolaire), des modèles conformes à la norme ISO 26262: 2011. Ces capteurs magnétiques disposent de fonctions d'auto-test rapides (typiquement 25 µs) tout en demeurant rétro-compatibles avec les modèles existants. Ils permettent de mettre en œuvre une certification ASIL-B sans implémenter de systèmes redondants, ce qui abaisse le coût et l'encombrement. Fonctionnant entre 3,3V et 24V, ils supportent des pics de tension jusqu'à 35 V et - 30V et des températures de jonction jusqu'à +175°C. Mesurer des courants jusqu'à 1000 A Côté capteurs de courant, Allegro a augmenté la vitesse et la précision de ses modèles avec l'ACS70310, un circuit qui convient par exemple aux véhicules électriques et hybrides nécessitant une mesure précise de courants pouvant atteindre 1 000 A. L'ACS70310 offre en effet une sensibilité de ±1,2% et une erreur d'offset de ± 5 mV sur toute la plage de températures automobile allant de - 40°C à +150°C, avec un temps de réponse de 2µs et une bande passante typique de 240kHz. Il est encapsulé en boîtier traversant SIP. Enfin, Allegro Microsystems entend simplifier la conception des véhicules deux roues avec l'A17301, un capteur à effet Hall optimisé pour mesurer la position et le temps dans un compteur de vitesse ou un compte-tours. Embarquant deux éléments sensibles espacés de 2,2 mm ainsi qu'un circuit de traitement du signal dans un boîtier traversant SIP miniature, il évite de recourir à des condensateurs de filtrage externes. L'électronique numérique embarquée permet à ce capteur différentiel de se recalibrer en fonctionnement et ainsi de s'affranchir des micro-variations soudaines de l'aimant ciblé. L'A17301 supporte des températures allant de - 40°C à +160°C. Une technologie de choix pour l'automobile Micronas, désormais filiale de TDK, a lui enrichi son offre avec un capteur à effet Hall référencé HAL 1890 et compatible avec la dernière version du pro-tocole SENT SAE J2716 Rév. 4. Il est destiné à la mesure d'angles jusqu'à 90° et de déplacements linéaires de quelques millimètres, par exemple pour indiquer la position d'un levier de vitesse ou d'une direction dans un système automobile ou industriel. Le protocole SENT mis à jour communique non seulement la sortie numérique du capteur (ici sur 10 bits), mais aussi des informations telles qu'un numéro d'identification, la pleine échelle de mesure, la sensibilité et le décalage. Conforme AEC-Q100, le HAL 1890 est programmable via une mémoire non volatile sur de nombreux paramètres (pleine échelle entre 40 mT et 160mT, coefficients de température, résolution, offset…). Il est échantillonné en boîtier traversant TO-92 et sera disponible en volume au second semestre 2019. De son côté, Melexis étend sa troisième génération de capteurs à effet Hall Triaxis avec le MLX90374, qui se distingue en délivrant deux sorties au lieu d'une, ce qui permet de ne pas avoir à ajouter un second capteur dans bon nombre d'applications automobiles. Toujours basé sur la technologie de détection Hall 3D du belge, ce capteur fournit la position absolue (déplacement linéaire et rotation sur 360°) d'un aimant mobile. Il embarque pour cela un frontal magnétique, un convertisseur analogique-numérique et un DSP, ainsi qu'un capteur de température et un bloc de traitement du signal pour un second capteur optionnel. La sortie princi-pale du MLX90374 délivre des signaux SENT ou PWM, tandis que la seconde encode la position en PWM 12 bits ou bien sert de signal de bascule avec seuils programmables. Une variante dite MLX90374 ABC délivre même une troisième sortie, servant également de bascule. Paré pour la certification ISO 26262 ASIL C, le MLX90374 est encapsulé en boîtier SOIC-8 ou DMP-4 et fonctionne entre - 40°C et +160°C. Melexis a en outre lancé la production en volume du MLX92223, un commutateur à effet Hall à deux fils destiné entre autres à la détection précise de la position des sièges automobiles. Ce capteur de type loquet intègre les composants passifs nécessaires, à savoir une résistance de 392O et un condensateur de découplage. Il devient dès lors possible de l'utiliser sans circuit imprimé, pour une solution plus compacte. Le MLX92223 embarque une fonction de compensation d'offset à coefficient de température programmable, un régulateur de tension et des protections contre l'inversion de polarité et les pics de température. Il est encapsulé en boîtier TO-92-3L et fonctionne entre - 40 °C et +150°C. Temps de réponse de quelques microsecondes Compatible avec la dernière version du protocole SENT SAE J2716 Rév. 4, ce capteur Hall est destiné à la mesure d'angles jusqu'à 90° et de déplacements linéaires de quelques millimètres, par exemple pour indiquer la position d'un levier de vitesse ou d'une direction dans un système automobile ou industriel. cteur important de ce mar-hé, Infineon Technologies ient de présenter dans le adre de sa famille Xensiv des apteurs à effet Hall à boucle uverte conçus pour la mesure e courant dans les applica-ions industrielles comme par xemple les commandes élec-riques ou les redresseurs pho-ovoltaïques (d'autres modèles eront introduits en 2020 pour es applications automobiles). es capteurs se distinguent en ffrant à l'utilisateur la possibi-ité de programmer des para-ètres tels que la gamme de ourant, le seuil de surintensité u encore le mode de sortie. éférencé TLI4971, le premier embre de cette famille couvre à ± 120 A – de quoi gérer des puissances allant jusqu'à 50kW. La précision initiale est de 2% à température ambiante, et peut être réduite en deçà avec un calibrage du système à un seul point. Une précision supérieure, y compris en environnement bruyant, peut être obtenue en optant pour une mesure différentielle à deux capteurs Hall. Outre les signaux de surintensité programmables, le TLI4971 délivre des sorties indiquant une surtension ou une sous-tension de l'alimentation. Ce capteur est encapsulé en boîtier QFN miniature (8 x 8 x 1 mm) assurant une isolation galvanique de 1,1 kV. Échantillonné en août, il sera disponible en volume en septembre. Pour sa part, Asahi Kasei Microdevices (AKM) échantillonne l'AK7454, un capteur magnétique angulaire offrant un meilleur calibrage et un encombrement réduit pour les applications de commande moteur. Ce capteur à effet Hall à sortie 14 bits embarque notamment une mémoire Eeprom permettant de programmer le point zéro, la direction de rotation, la résolution de sortie et un nombre de pôles compris entre 1 et 32 paires. L'AK7454 peut détecter des rotations jusqu'à 25 000 tours par minute avec une latence inférieure à 1,2µs et une précision de ±0,1°. En outre, avec sa pleine échelle étendue de 10 à 70 mT, il peut être utilisé en configuration axiale ou décentrée. Sa gamme de température s'étend de - 40°C à +125°C. Ce capteur encapsulé en boîtier QFN24 de 4 x 4 x 0,85 mm sera disponible en volume au mois d'octobre 2019. Pour finir, on citera l'américain Diodes qui initie la production en volume des AH35xx, une gamme de commutateurs à effet Hall omnipolaires visant les applications industrielles (détection de position et de proximité, d'ouverture et de fermeture, de niveau, etc.). Ils supportent pour cela une très large gamme de tension, éten-due de 3V à 28 V, ainsi que des protections contre les surtensions, les surintensités, les décharges électrostatiques (jusqu'à 6kV) et les inversions de polarité. La famille offre différents seuils de déclenchements, un temps de réponse de 3,75µs et un temps d'initialisation de 10 µs. Fonctionnant entre - 40 °C et + 125 °C, les AH35xx sont encapsulés en boîtier SOT-23 et SIP-3. Diodes a aussi agrémenté son catalogue de deux bascules à effet Hall référencées AH1911 et AH1921, qui se signalent par leur faible consommation moyenne, à savoir 1,6 µA sous 3 V. Fonctionnant sous 1,6 V à 5,5V, ces capteurs utilisent des points de bascule typiques de ±45Gauss à ±60Gauss. Encapsulés en boîtier SC59, ils supportent des températures allant de - 40°C à +85°C et des décharges électrostatiques de 6kV.

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