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英飞凌针对要求最高精度、最低能耗和最小空间的汽车和工业应用推出全新霍尔传感器系列。全新TLE496x传感器以先进的0.35µm工艺技术为基础，采用世界最小的霍尔传感器封装（SOT23）。凭借这种全新技术，英飞凌推出了具有不同磁开关阈值的多种霍尔开关和锁存器产品。这些产品不仅电流消耗极低（不到1.6mA），而且可承受高达32V的工作电压。此外，TLE496x产品家族还具备静电放电耐受性高、温度和误差补偿高效的特征，以及用于改善系统质量、可靠性和控制性的大范围保护特性。
TLE496x的典型应用为位置感测、无刷电机换相和指数计算。TLE496x单/双极开关或锁存器可用于电动车窗、天窗、后备箱、雨刷器、安全带、仪表盘开关、凸轮轴、变速杆和多种汽车和工业用无刷直流电机。
图1：电动车窗需要精准且节省空间的霍尔传感器，如全新TLE496x器件。
图1展示了一个受益于全新车用霍尔传感器的典型应用：安全性与合规性兼具的防夹电动车窗模块——除其他英飞凌组件外，还采用了一个可精确感应电机位置的TLE496x器件。
节省空间，提高能效
TLE496x霍尔传感器（图2）的使用让上述系统更为紧凑和经济。得益于高达32V的工作电压，它无需使用任何外部电阻，产品设计因而得到简化。由于所需的无源保护组件较少，BOM得以减少，并节省系统占板空间。根据具体应用，还可以不使用预电阻或TVS保护二极管，这进一步节省了设备成本和PCB空间。
图2：新一代高精度TLE496x霍尔传感器的工作电压范围广、能耗低、静电放电耐受性高、保护功能全面且封装尺寸最小。
图3：TLE496x传感器采用超小型SOT23封装，可节省占板空间
除现有SC59（表面贴装）和有引脚PG-SSO-3封装外，TLE496x产品系列还可采用SOT23超小型封装。SOT23封装的尺寸仅为2.9 x 1.3 x 1.0 mm³，比当今最小产品还小大约30%，同时与SC59的引脚兼容（图3）
凭借低至1.6mA的电流消耗量，TLE496x全新霍尔传感器的电流水平只有类似产品的一半左右。全新传感器具有良好的ESD防护性能（7kV人体模型）和精确稳定的磁开关点，是要求鲁棒性解决方案的高精度应用的理想之选。在电子控制单元和传感器之间有长电缆连线的应用也包括在内，比如电动车窗、安全带锁扣、后备箱盖等。
产品组合丰富，应用范围广泛
全新TLE496x霍尔传感器面向要求能在恶劣环境下工作的高精度霍尔开关的应用。凭借更宽的输入电压范围和42V的过压承受能力（过载情况下无需外部电阻），全新霍尔传感器适用于多种汽车和工业应用。
TLE496x家族目前包括TLE4961、TLE4964和TLE4968三大系列。所有型号器件都工作在-40 °C-170 °C的扩展温度范围内。凭借+/-1mT（双极开关）、+/-2mT 至+/-15mT （锁存器）和2.5/3.5mT至22.5/28mT（单极开关）的开关阈值，它们可极大限度地覆盖锁存器和单极开关的开关阈值范围（见图4）。
图4：全新汽车用霍尔传感器的丰富产品阵容解决了各种应用的不同开关点和敏感度要求。
TLE4961-x系列为锁存器，适用于无刷直流电机和磁极转子的位置感测、指数计算和速度测量。可用于汽车的电动车窗和天窗。
TLE4964-x系列为单极开关，是变速杆、安全座椅和HVAC等应用的理想之选。
TLE4968-x系列具有非常低的磁阈值（±1mT的高灵敏度）和双极开关特性。该双极开关适用于BLDC电机转子位置感测以及凸轮轴和变速器的速度和位置感测。
TLE496x产品家族的关键特性概述如下：
- 工作电压范围：3.0V-32V
- 反向电池保护（-18V）
- 能耗低（1.6mA）
- 过压保护高达42V，无需外部电阻
- 过流和过温保护
- 主动误差补偿（旋转霍尔探头）
- 磁开关点高度稳定，静电放电耐受性高（7kV人体模型或15kV系统水平）
- 工作温度To = 170°C
- 封装方式为PG-SSO-3-2、SC59和SOT23
创新特性改善系统设计
TLE496x的创新功能包括增强的开通、重置和关断功能以及大范围保护功能。该霍尔开关能够利用这些特性，提升系统质量、安全性和监控效果。这种集成式霍尔开关在启动过程中能够输出预定的固定信号。预定信号值可防止错误信号传输到微控制器中而被误读，还可确保在两开关阈值之间出现可测量磁场时，不会产生意外情况。既定启动特性能够预防缺陷信号，便于用户控制系统和提高系统性能。
内置过温和过流保护机制能够防止传感器受损，提升系统鲁棒性。加之高达42V的过压承受能力和高静电放电耐受性，产品在恶劣环境下工作的可靠性得到大幅提升。
除预定启动特性外，TLE496x还具备预定关断特性，以防止输出引脚出现不受控制的电容性放电。该功能还可在开通过程中用于测试传感器的功能性，因而微控制器能够轻易监测到系统故障。
全新霍尔开关能够在3.0-32V的电压下工作而无需电压控制，在不配备外部电阻的情况下承受高达42V的过载电压。其磁开关点具有高度灵敏性和稳定性（Bop = +/- 1mT）。该霍尔开关集成误差补偿功能，使其能够承受极大的机械压力。输出端受到过流和过温保护。此外，它们具有极强的静电放电耐受性（+/- 7kV人体模型和15kV系统水平）。
集成误差补偿
旋转霍尔探头霍尔IC开关包含一个霍尔探头、偏压发生器、补偿电路、振荡器和输出晶体管（图5）。偏压发生器负责向霍尔探头和有源电路提供电流。补偿电路则稳定温度特性并降低技术参数的影响。主动误差补偿采用旋转霍尔探头技术，可消除信号路径中的偏移、注塑和焊接过程造成的机械应力及封装中的其他热应力对霍尔探头的影响。旋转霍尔探头测量方法以及阈值发生器和比较器可确保磁阈值精确且温度稳定。此外，这种霍尔开关抖动极低，小于0.3µs，噪音也非常低。
图5：旋转霍尔探头霍尔IC开关包含一个霍尔探头、偏压发生器、补偿电路、振荡器和输出晶体管。主动误差补偿采用旋转霍尔探头技术，可消除信号路径中的偏移、注塑和焊接过程造成的机械应力及封装中的其他热应力对霍尔探头的影响。
应用实例：节能无刷直流设计
全新霍尔传感器是节能无刷直流应用的理想选择。与有刷直流电机不同的是，无刷直流电机采用电子换相控制。为带动电机旋转，应该给定子绕组有序通电。为了了解按照通电顺序应该给哪个绕组通电，掌握转子的位置至关重要。转子位置可通过嵌入定子内部的霍尔传感器进行感应。大部分无刷直流电机的非驱动端定子内都置有三个霍尔传感器。只要转子磁极靠近霍尔传感器，传感器就会发出一个高信号或低信号，分别表示N极或S级在传感器附近。综合这三个霍尔传感器的信号可确定换相的准确顺序。
理想情况下，传感器应该不受扭矩影响而独立提供换相信号。传感器的一个决定性标准是它们在切换时会锁定相位，否则绕组和转子位置发生变化时，相位也随之改变，进而加剧扭矩波动，增强噪音和降低能效。然而由于制造局限，各传感器的磁开关点存在偏差。无刷直流电机内永磁体的磁场强度随温度升高也会小幅下降。机械应力和温度波动还会造成漂移影响。为了实现霍尔传感器的精确开关，这些影响必须予以补偿。
TLE496x霍尔开关具有极优相位保真性，相位误差非常小。
综述
TLE496x霍尔开关是针对汽车（达到AEC 100标准）和工业领域的位置记录和指数计算等应用的功能强大的传感器。根据机械设计、空间要求、电子设备的位置及精确度要求，为各种应用提供适当解决方案。（零缺陷）优质传感器凭借超小型表面贴装和集成功能，可实现可靠、节省空间和成本的产品设计。
