汽車傳感器的挑戰與解決方案

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汽車傳感器的挑戰與解決方案

現在IC行業的主要驅動因素是汽車電氣化，這是未來幾十年持續發展的趨勢。

（1）這種趨勢導致對測量技術的需求不斷增大，以及對汽車系統的控制力度增強，其中高性能的角速度、速度和轉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，這些傳感器分別應用于助力轉向、ABS和電機管理系統。因此，駕駛經驗隨之增加。

（2）另一個重要的發展趨勢是內燃機到電動機的轉變，這就使得在電池管理系統和動力總成系統中傳感器的應用越來越多。

（3）這種發展趨勢使汽車雷達系統的功能性和成本效益日益增加，進而輔助汽車駕駛，未來最終實現自主駕駛。

NXP（恩智浦半導體公司）在汽車傳感器市場上非常活躍，是某些領域的領航者。至今為止，NXP已經共售出了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商。

汽車傳感器設計具有相當的挑戰性。傳感器必須適應惡劣的汽車環境，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，以及用于數據通信和測試。圖1示出ABS傳感器和轉向助力傳感器。

NXP公司的大多數磁傳感器基于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、準確性和數字輸出使得汽車傳感器及其接口電路的設計非常具有挑戰性，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