前言

在智能汽車電動化與工業(yè)設(shè)備精密化的時代，位置感知系統(tǒng)的“精度、可靠性、安全性”已成為核心競爭力指標。納芯微電子（簡稱納芯微）作為國內(nèi)領(lǐng)先的高性能高可靠性模擬及混合信號芯片公司，聚焦傳感器、信號鏈、電源管理三大方向，以其創(chuàng)新的技術(shù)核心和卓越的產(chǎn)品，持續(xù)為傳感器領(lǐng)域注入核心動力。今天，我們聚焦于其汽車級產(chǎn)品——MT652x磁性角度傳感器芯片，一款國產(chǎn)高性能角度和位置檢測解決方案。

一MT652x：創(chuàng)新內(nèi)核，多維感知

磁性角度傳感器芯片是一種基于磁感應(yīng)原理的非接觸式角度測量元件。它通過檢測磁場的旋轉(zhuǎn)變化來確定角度位置，因其無接觸、無磨損、壽命長的特點，在多個領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。而MT652x是由納芯微（NOVOSENSE）旗下麥歌恩（MagnTek）推出的，新一代基于水平霍爾及聚磁片(IMC)技術(shù)原理的磁性角度和位置檢測傳感器芯片。

MT652x芯片采用0.18μm BCD工藝（雙極型+CMOS+DMOS），內(nèi)部集成兩對互成90°放置的水平霍爾陣列，結(jié)合先進的聚磁片（IMC）技術(shù)，構(gòu)成了一個立體的磁場感知網(wǎng)絡(luò)，當外部磁鐵圍繞芯片旋轉(zhuǎn)或線性運動時，聚磁片可增強局部磁場強度，霍爾陣列精準捕獲磁場分量變化。再根據(jù)不同型號配置，實現(xiàn)精確測量XY（MT6521）、XZ（MT6522）以及YZ（MT6523）平面的磁場變化，并輸出正弦、余弦兩路電壓信號,再經(jīng)后續(xù)專用電路的放大、補償和計算后得到角度值(α) 。這一特性使得其不僅能用于旋轉(zhuǎn)角度檢測，也能輕松應(yīng)對線性位移測量，具備靈活的空間感知，也為系統(tǒng)設(shè)計提供了極大的靈活性。

芯片系統(tǒng)框圖

參數(shù)表：

封裝圖

二性能卓越：精準與可靠的完美融合

MT652x芯片精度優(yōu)勢體現(xiàn)在“分平面優(yōu)化+全溫域補償”：XY平面積分非線性誤差（INL）±1.0°，全溫域溫漂±0.5°，滿足汽車電子節(jié)氣門、方向盤轉(zhuǎn)角等高精度場景；XZ/YZ平面INL±3.0°，適配線性位移檢測（如車身高度傳感器），通過17點等分校準進一步優(yōu)化線性度；微分非線性（DNL）±0.01°。內(nèi)置動態(tài)偏移消除技術(shù)，自動補償芯片時漂（使用時間導致的偏移）與溫漂，避免傳統(tǒng)傳感器的精度衰減問題；12位DAC輸出刷新率8kHz，壓擺率400V/ms（CL≤10nF），確保高速動態(tài)場景下的信號響應(yīng)速度。為系統(tǒng)提供高度線性且真實的位置反饋，為精密控制奠定基礎(chǔ)。

INL/DNL示意圖

更為難得的是，芯片在實現(xiàn)高精度的同時，還保持著出色的穩(wěn)定性。在4.5V~5.5V寬電壓輸入范圍內(nèi)，輸出信號波動＜1%，耐受12V汽車電源系統(tǒng)的瞬態(tài)電壓沖擊（如啟動時的電壓跌落、負載切換時的尖峰），保持電源穩(wěn)定性。通過內(nèi)置的溫度補償機制，MT652x能夠在-40℃極寒至160℃高溫的寬溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的性能輸出，無論是在冰天雪地的冬季室外，還是發(fā)動機艙內(nèi)的高溫工況，芯片都能提供可靠的位置信息。

在可靠性方面，MT652x系列集成了多重保護機制。過壓保護功能可以在電源電壓異常升高時自動切斷內(nèi)部電路，防止芯片損壞；過流保護能夠監(jiān)測輸出電流，避免因短路等原因?qū)е碌脑O(shè)備故障；防反接保護則確保了即使在電源極性接反的極端情況下，芯片也不會損壞。再加上±6KV HBM ESD防護能力，使得芯片能夠從容應(yīng)對靜電放電等突發(fā)情況，大大提升了系統(tǒng)的可靠性。

三豐富可配置的輸出接口：面向未來的設(shè)計思維

為滿足不同系統(tǒng)的集成需求，MT652x提供了極其豐富的接口選項，堪稱“全能型選手”：包括12位模擬電壓（DAC）、12位PWM、數(shù)字SENT接口（滿足汽車行業(yè)最新標準）、3線SPI接口（CSN、SCK、SDAT）以及一個可編程的開關(guān)量輸出（SWO）。

12位模擬電壓輸出提供了0-5V的線性電壓信號，可直接連接大多數(shù)控制器的ADC接口，實現(xiàn)簡單快速的系統(tǒng)集成。PWM輸出則通過脈沖寬度占空比傳遞角度信號，具有良好的抗干擾性能，特別適用于存在較強電磁干擾的環(huán)境。SENT接口符合SAE J2716標準，Tick時間1.5/3/6μs可選，支持A.1（雙路數(shù)據(jù)）/A.3（單路安全）幀格式，該接口作為汽車電子領(lǐng)域的新興標準，正在越來越多的汽車電子系統(tǒng)中得到應(yīng)用。而SPI接口支持最高10MHz通信速率，為需要高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用場景提供了理想的解決方案。

特別值得一提的是可編程開關(guān)量輸出功能。工程師可以通過配置芯片內(nèi)部的寄存器，編程開關(guān)點（0~360°）與遲滯窗口（0.088°/LSB），支持角度閾值報警。這個功能可以用于實現(xiàn)限位保護、零點檢測等實用功能，進一步拓展了芯片的應(yīng)用范圍。用戶還可對模擬、PWM和SENT輸出的曲線進行8點或17點等分的編程，實現(xiàn)輸出特性的線性化校正。用戶也可以通過SPI和OWI接口對芯片內(nèi)部的EEPROM進行燒錄操作。

四

安全設(shè)計：汽車級標準，保駕護航

對于汽車和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用而言，安全可靠是第一要素。MT652x系列從設(shè)計之初就充分考慮了功能安全的要求，嚴格遵循ISO 26262ASIL-B功能安全等級進行開發(fā)設(shè)計。芯片內(nèi)部集成了完善的診斷保護機制，包括磁場強度監(jiān)測、內(nèi)部信號通路自檢等功能，能夠?qū)崟r監(jiān)測芯片的工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障。通過將多維檢測功能集成于單顆芯片，簡化了系統(tǒng)設(shè)計，提升了效率并優(yōu)化了成本。

此外，MT652x還通過了AEC-Q100 Grade 0車規(guī)認證，這是汽車電子行業(yè)的最高可靠性標準之一。這意味著MT652x經(jīng)歷了包括高溫工作壽命測試（1000h/150℃）、溫度循環(huán)測試（-40℃~150℃，1000次）、高溫反偏測試、自動應(yīng)力測試等在內(nèi)的多項嚴苛試驗，確保了其在汽車電子環(huán)境中長期穩(wěn)定工作的能力。

五

應(yīng)用場景：賦能核心領(lǐng)域的關(guān)鍵部件

憑借其綜合優(yōu)勢，MT652x系列可成為以下關(guān)鍵應(yīng)用的理想選擇：

汽車動力總成與底盤：油門踏板位置傳感器、電子節(jié)氣門、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、電子換擋器、EGR閥位置傳感器等。以電子油門踏板為例，MT652x能夠精確檢測踏板的角度位置，并將信號傳遞給發(fā)動機控制單元，實現(xiàn)精準的燃油控制，既提升了駕駛體驗，又優(yōu)化了燃油經(jīng)濟性。

工業(yè)自動化：機器人關(guān)節(jié)角度反饋、執(zhí)行器位置控制、伺服電機換向、各類閥門開度檢測。工業(yè)機器人對位置檢測的精度和可靠性要求極高，MT652x的高精度和強抗干擾能力正好滿足這些要求。同時，相比傳統(tǒng)的光電編碼器，磁性角度傳感器具有更好的環(huán)境適應(yīng)性和更長的使用壽命，特別適用于存在油污、粉塵等惡劣環(huán)境的工業(yè)場合。

在消費電子和智能家居領(lǐng)域，MT652x同樣大有可為。智能洗衣機的旋鈕控制、空調(diào)風門的定位控制、智能門鎖的轉(zhuǎn)軸位置檢測等，都是其潛在的應(yīng)用場景。芯片的小體積、高性能、汽車級等特性使其適用于空間有限和追求高性能、高可靠性的高端消費電子和智能家居應(yīng)用。

六結(jié)語

在智能化與精密化浪潮中，精準的感知是控制的基石。MT652x系列磁性角度傳感器芯片，以其國產(chǎn)化、低成本優(yōu)勢加精湛的技術(shù)、卓越的品質(zhì)和靈活的設(shè)計，正成為工程師們實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計的可靠伙伴。擁抱MT652x，選擇國產(chǎn)技術(shù)平臺，探索位置感知的無限可能。