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Chen Guanyuan
Chen Guanyuan
Application Engineer

「正在寻找更高精度的位置传感器!!」
「想内制化最适合的位置传感器!!」
「想削减位置传感器的成本!!」

如果您有上述需求,请一定要阅览这篇文章。

大家好,我叫陈冠元来自于日本瑞萨总部,主要负责xEV的位置传感器IPS2550这款产品并为客户提供最佳的技术支持。
瑞萨电子致力于为客户提供应用了电感式位置传感器 IPS2550的面向xEV 的逆变器解决方案。

近年来,由于各国的碳中和战略,燃油动力汽车正逐渐被电动汽车取代。2021年11月在英国举行的COP26会议上,20多个成员国同意在2040年实现无燃油车。因此,没有人能够阻挡新能源汽车时代的到来。 我相信未来会有越来越多的玩家来到新能源汽车的研发以及制造领域。

今天要介绍一款所有xEV开发者都无法拒绝的产品。那就是电动汽车中不可缺少的车载位置传感器「电磁感应式传感器IPS2550」。无法拒绝的理由只有一个:便宜且易于使用。

首先我想介绍一下这款产品「电磁感应式位置传感器IPS2550」。

IPS2550是基于瑞萨电子的电磁感应位置检测技术,根据线圈的电磁感应原理检测目标金属的位置。

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IPS2550

「正在寻找更高精度的位置传感器!!」

IPS2550是基于电机轴设计的,可以通过将传感器中的扇区数与电机中的极对数相匹配来优化角度精度。IPS2550可对应的最高转速高达600,000rpm(电角度),并且可实现比其他位置传感器更高的精度。 比一般旋转变压器的精度高约 2 至 3 倍。

  • 高精度 ≦0.1% full scale (理想线圈)
  • 最大对应转速高达600,000rpm(电角度)

「想内制化最适合的位置传感器!!」

由于IPS2550是根据线圈的电磁感应原理检测目标金属的位置,因此不受电机类型和形状的限制,可以灵活应对所有贴装方式。

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IPS2550 detects position on-axis and off-axis

关于IPS2550位置传感器的构成请看下图,只需要金属扇叶,PCB和半导体。而像旋转变压器等机械产品则需要有相当的制造经验以及高精度的设备来制造,这对于想内置化属于您的位置传感器来说无疑是个不小的难题。相比较而言,IPS2550只需要一块PCB,一个金属扇叶和芯片,并不需要特殊的制造设备,您可以轻松制造属于您自己的IPS2550位置传感器。

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Board with IPS2550

对于各位xEV 开发人员,我们瑞萨会用一直以来的经验为您提供线圈设计的全方位技术支持(从概念设计到线圈数据)。包括系统分析和可行性研究、线圈设计、进行优化和线圈的Gerber数据等。 我们还为 xEV 开发人员提供各种设计示例CRB(客户参考板目录)作为参考。

「想削减位置传感器的成本!!」

当您使用传统旋转变压器作为xEV的位置传感器时,需要将旋转变压器本体固定到电机上,并将其连接到电机轴上,再使用连接器将其连接到控制板,而且还需要在控制板上增加励磁电路。而使用IPS2550时,只需如下图所示配置即可。因此,IPS2550的BOM数的成本与旋转变压器相比,可降低30%或更多。

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Reduce the cost of the position sensor

接下来,我想介绍一下「应用了IPS2550的xEV逆变器解决方案」。

在该解决方案中,不但具有面向xEV可达到输出规格为100kW而容积仅仅只有3.9L令人惊艳的尺寸大小的逆变器,而且通过利用IPS2550进行了更高精度的角度位置检测,达到更低的成本,更容易实现内制化的设计。同时我们还在高压逆变器环境下对位置传感器的抗噪性进行了验证。

在逆变器中主要使用的半导体均为瑞萨自己的产品,它们有IPS2550,微控制器RH850/C1MA2,IGBT/FRD,光电耦合器等。瑞萨不但可以提供半导体,而且我们还可以提供硬件系统的设计和软件系统的设计三个领域的全方位的技术支持。

以下是该解决方案的系统框图

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xEV Inverter Solution Using IPS2550 System Block Diagram

「系统的易用性」

我们不但提供用于评测的示例软件、还会提供上述线圈设计示例以及支持线圈设计过程从而达到支援客户进行早期市场投放。

通过该解决方案
「正在寻找更高精度的位置传感器!!」
「想内制化最适合的位置传感器!!」
「想削减位置传感器的成本!!」
我们想最大限度的帮助到具有上述要求的xEV开发人员。

所以如果您对于上述解决方案感兴趣,请向瑞萨的销售人员进行咨询。

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