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车规级双输出!MT8901霍尔锁存器:安全冗余+方向感知,赋能精密运动控制

五湖四海打一生肖 科创财经 2026-01-07 191浏览

前言

在现代精密控制领域,对运动状态的感知需求正变得日益复杂和分层——车窗防夹需要精准识别运动方向与速度突变,电子换挡器依赖无歧义的位置信号,工业机械臂需实时修正转动轨迹。传统单路传感器难以满足“安全冗余”与“智能控制”的双重需求,而麦歌恩(现属纳芯微)推出的MT8901双输出车规级霍尔锁存器,以SS(双速度冗余)与SD(速度+方向)设计,填补了传统方案空白,赋能精密运动控制系统

一感知进化:从状态到策略

运动控制的智能化,始于感知维度的升级。早期霍尔开关仅能提供通断信号,霍尔锁存器则新增“锁定”特性,但在复杂旋转、直线往复运动中,仍缺乏“速度连续性”与“方向确定性”,难以支撑安全互锁与轨迹优化。

这就引出了两个核心需求:一是对可靠性永不妥协的“安全需求”,例如在刹车位置检测中,信号必须绝对连续、防止失效;二是对控制维度不断拓展的“智能需求”,例如在机器人关节中,必须实时知晓转动方向以进行轨迹修正。

MT8901精准地捕捉到了这一分野,通过SS(速度+速度)与SD(速度+方向)两种功能模式,将单一产品变成了一个可匹配不同设计哲学的解决方案平台。

车规级双输出!MT8901霍尔锁存器:安全冗余+方向感知,赋能精密运动控制

功能框图

二技术内核:双霍尔板的智慧演绎

MT8901内部集成了两个间距精密固定为1.45mm的霍尔敏感元件,这是它能衍生出两种功能模式的关键。双霍尔板如同为运动物体设置了一段微型测速基准线,当磁铁扫过时,两个板会依次被触发,产生两路具有固定时间差的原始信号。

MT8901-SS(速度与速度):两颗霍尔板分别输出独立的速度信号(SP1、SP2),无方向信号。它们携带相同的速度信息,互为冗余备份。这种设计旨在构建安全回路,当一路信号因意外失效时,另一路可确保系统获得关键的速度信息,继续安全运行或进入预设的安全状态,适配高可靠性需求场景。

MT8901-SD(速度与方向):SP1输出速度信号,DIR输出方向信号(由两颗霍尔板信号合成)。芯片内部通过分析SP1与SP2的相位先后,直接输出顺时针(CW)或逆时针(CCW)方向,控制器无需复杂计算即可读取,速度可通过 SP1/SP2 信号频率直接获取,适配精密轨迹控制。

这种基于同一硬件、通过不同内部逻辑实现功能分化的设计,展现了极高的工程智慧。

三性能解析:车规级产品

MT8901系列采用BCD工艺——双极型晶体管(Bipolar)+互补金属氧化物半导体(CMOS)+双扩散MOSFET(DMOS)——具有高性能以及高可靠性:-40℃至150℃的宽工温,再加上2.7V至24V的宽工作电压范围,覆盖汽车、工业以及消费电子全场景应用;高至100kHz的采样频率,搭配1.2us的响应延迟,保证高速运动场景的精准实时;双霍尔差分设计+动态失调消除系统,磁匹配误差≤±10Gs,温度系数-1000ppm/℃,确保全温域磁特性稳定。

MT890X系列配备全链路防护:-30V反向电源保护、30mA输出过流保护、ESD防护(HBM Class H3、CDM Class C3),抵御电气干扰与安装失误。同时为客户提供灵活封装选项——表面安装的SOT-23-6L和通孔安装的扁平TO-94,所有包装都符合RoHS标准。关键参数表

采样频率 100KHz
工作电压 2.7V~24V
功耗 4.5mA
工作温度 -40℃~150℃
工作点(BOP) 25Gs
释放点(BRP) -25Gs
响应延时 1.2us
输出形式 速度+速度(SS)/方向(SD)
汽车级认证 AEC-Q100
封装 SOT-23-6L;Flat TO-94

封装视图

细节补充:自诊断功能

MT8901内置自诊断功能,上电时可检测信号路径完整性与接线正确性,避免因器件故障或焊接问题导致的系统误判,是车规级可靠性的核心保障。

激活条件:

①芯片断电时,主机MCU的I/O引脚拉低SP1输出;

②芯片上电(VDD上升速率>5V/us,确保POR电路正常触发);

③上电后主机释放SP1引脚,需满足“上电完成(tsup)”与“释放(trls)”的时间间隔要求。

诊断流程:

①芯片生成“虚拟BOP信号”→SP1拉低(tedge1),模拟磁场触发;

②生成“生成虚拟BRP信号”→SP1拉高(tedge2),模拟磁场释放;

③主机捕获tedge1与tedge2,若在规定时间窗口内,则诊断成功,随后输出真实数据(tedge3)。

适用范围:SD型号仅检测SP1,SS型号同时检测SP1与SP2(SP2波形与SP1同步)。

场景赋能:从汽车到智能家电

1、汽车电子

电子换挡器:SD型可精准输出档位切换方向与行程,无歧义识别换挡指令,车规级品质抵御车载电压波动与高温;

车窗防夹系统:SD型可实时监测速度与方向,如检测到异物阻挡导致的转速突变时,立即触发反向运动,满足ASIL-B功能安全要求;

制动位置检测:SS型双速度冗余设计,一路失效时另一路可保障信号连续,避免制动控制失效;

线性推杆/滑块:SD型检测线性运动方向与速度,适配座椅调节、后备箱开启等线性控制场景。

2、工业自动化

机械臂关节:SD型可提供方向脉冲,为轨迹闭环控制提供基础,1.2μs低延迟确保关节运动精准修正;

输送辊筒:SS型双重转速监控,速度异常时触发停机,保障生产线安全;

高速编码器:100kHz采样频率适配20000rpm高转速,故障率比光电编码器低。

3、智能家电

烤箱旋钮:SD型精可准感知旋转方向与步进数量,实现温度/模式的精细切换,带来清晰“咔哒”触感反馈;

智能百叶窗:SD型可识别叶片转动方向,精准控制光线进量;

  • 洗衣机滚筒:SD型可检测滚筒旋转方向,适配不同洗涤模式(如轻柔洗、强力洗)。

六结语:值得信赖的技术伙伴

MT8901通过双型号协同,将多元需求转化为可靠的工程现实——SS型守护关键场景的运行安全,SD型拓展精密控制的智能边界。从汽车电子的严苛要求,到工业设备的高效运行,再到智能家电的舒适体验,MT8901双输出霍尔锁存器以车规级可靠性、双模式灵活性,成为精密运动控制领域的“核心感知基石”。