Sensor Hall 3D para el control de movimiento en vehículos

TDK ha ampliado su cartera de soluciones de detección magnética con la familia HAL 13xy, un sensor Hall programable en fábrica diseñado para la detección de velocidad y dirección en aplicaciones automotrices e industriales. Basado en la tecnología propietaria 3D Hall de la compañía, el sensor integra tres elementos Hall ortogonales dentro de una única celda de píxel, permitiendo la medición simultánea de múltiples componentes del campo magnético y ofreciendo una mayor flexibilidad para el diseño de motores eléctricos y sistemas de detección de posición.

Arquitectura de detección magnética 3D para el control de motores
La familia HAL 13xy incorpora tres elementos Hall ubicados a lo largo de los ejes X, Y y Z. Esta configuración genera señales en cuadratura con una separación de fase fija de 90 grados, independientemente de la distancia entre polos magnéticos y de las variaciones del entrehierro. Al medir simultáneamente dos componentes del campo magnético, el sensor proporciona una mayor flexibilidad en la ubicación de sensores e imanes, manteniendo una detección fiable de velocidad y dirección. En comparación con los sensores Hall convencionales, que requieren una alineación magnética precisa, esta arquitectura reduce las restricciones de diseño mecánico.

La configuración de doble salida puede programarse para generar señales de velocidad en cuadratura o señales combinadas de velocidad y dirección. Esta flexibilidad permite su integración en sistemas compactos de control de motores donde el espacio disponible es limitado y se requiere una retroalimentación precisa de posición.

Aplicaciones automotrices para detección de posición y velocidad
La familia de sensores está dirigida a aplicaciones automotrices que requieren control preciso del movimiento y monitorización de posición. Entre las aplicaciones destacan motores de ajuste de asientos, accionamientos de techos solares, motores de portón trasero, motores de columna de dirección, sistemas de conteo de vueltas del volante, monitorización de posición de válvulas y elevalunas con función antipinzamiento. El dispositivo también es adecuado para aplicaciones de automatización industrial que requieren detección de velocidad de rotación, identificación de dirección e integración compacta de motores.

Funcionamiento robusto en condiciones ambientales exigentes
El HAL 13xy ha sido diseñado para operar en entornos exigentes propios de la industria automotriz. El sensor admite tensiones de alimentación de entre 3,0 V y 24 V y funciona con temperaturas de unión comprendidas entre –40 °C y 170 °C. Entre sus características de protección se incluyen resistencia a eventos de load dump de hasta 40 V, protección contra polaridad inversa de hasta –18 V, protección contra cortocircuitos y protección térmica. Según TDK, los puntos de conmutación permanecen estables frente a variaciones de temperatura y tensión de alimentación, garantizando un rendimiento constante.

El sensor admite campos magnéticos estáticos y dinámicos de hasta 40 kHz y es compatible con imanes de ferrita y de tierras raras gracias a diferentes opciones de coeficiente de temperatura.

Seguridad funcional y conformidad EMC
La familia HAL 13xy incorpora una función continua de autodiagnóstico integrado (Built-In Self-Test, BIST) y ha sido desarrollada como un Safety Element out of Context (SEooC). El sensor está preparado para ASIL B de acuerdo con la norma ISO 26262, lo que facilita su integración en sistemas automotrices relacionados con la seguridad funcional. Para aplicaciones automotrices, el dispositivo cumple los requisitos de la norma AEC-Q100 y ofrece compatibilidad electromagnética conforme a los estándares ISO e IEC.

Entre sus características adicionales de robustez destaca una protección ESD de hasta 4 kV según el modelo Human Body Model (HBM), lo que contribuye a garantizar un funcionamiento fiable en entornos eléctricamente exigentes.

Encapsulado compacto para aplicaciones con espacio reducido
El sensor se suministra en un encapsulado SOT23 de 5 pines diseñado para aplicaciones con espacio limitado en la placa de circuito impreso. Combinado con ejes de detección configurables y salidas programables, proporciona una solución compacta para control de motores, detección de posición y monitorización de movimiento. El inicio de la producción en serie de la familia HAL 13xy está previsto para octubre de 2026. Las muestras ya se encuentran disponibles.

Contexto adicional: Esta sección detalla especificaciones técnicas y comparativas competitivas no incluidas en el anuncio original del producto
El mercado de sensores Hall para detección de posición y velocidad en aplicaciones automotrices incluye soluciones de empresas como Infineon Technologies, Allegro MicroSystems, Melexis, Texas Instruments y TDK. Los principales criterios de rendimiento en este segmento incluyen sensibilidad al campo magnético, estabilidad térmica, inmunidad EMC, cumplimiento de requisitos de seguridad funcional y soporte para detección de alta velocidad.

Las tecnologías Hall tridimensionales ofrecen ventajas frente a los sensores Hall convencionales de un solo eje al permitir la medición simultánea de múltiples vectores del campo magnético. Esta capacidad simplifica la integración mecánica y mejora la tolerancia frente a variaciones en la posición del imán dentro de sistemas de actuadores automotrices.

En aplicaciones de control de movimiento de vehículos, los sensores compatibles con ASIL e integrados con funciones de diagnóstico y autocomprobación son cada vez más necesarios para soportar sistemas de dirección, actuadores eléctricos, ajuste de asientos y mecanismos antipinzamiento. Asimismo, las temperaturas operativas superiores a 150 °C de temperatura de unión están adquiriendo una importancia creciente en las arquitecturas de vehículos electrificados.

Editado por Maria Brueva, editora de Induportals – adaptado con IA.

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