HallinOne®: 3D-Hall-Magnetfeldsensoren mit integrierter Sensor-Signalauswertung

Punktgenaue und zuverlässige Messung des Magnetfeldvektors

3D-Hall-Magnetfeldsensor mit integrierter Sensor-Signalauswertung
© Fraunhofer IIS/Philip Beran
Mikroskop-Aufnahme eines monolithisch integrierten HallinOne®-3D-Sensors

HallinOne® ist eine fortschrittliche 3D-Hallsensor-Technologie, die es ermöglicht, den vollständigen Magnetfeldvektor punktgenau mit nur einem Sensorchip zu erfassen. Die monolithische Integration von 3D-Hall-Sensoren in einem Standard-CMOS-Halbleiterprozess sorgt für eine kosteneffiziente, robuste und hochgenaue Messung. Einzigartige integrierte Mikro-Spulen erlauben eine In-situ-Kalibrierung während des Betriebs – ohne externes Magnetfeld. Dies lässt zusätzlich eine kontinuierliche Echtzeit-Überwachung des Sensorzustandes zu, sodass Abweichungen frühzeitig erkannt und kompensiert werden können. Im Gegensatz zu alternativen Lösungen, die aufwändige zusätzliche Prozessschritte (bspw. Flusskonzentratoren) benötigen, erreicht HallinOne® gleichwertige oder bessere Performance – bei reduziertem Systemaufwand und höherer Designflexibilität. Ideal für hochpräzise, berührungslose Magnetfeldsensorsysteme in anspruchsvollen Umgebungen.

Im Überblick: Technische Eigenschaften und Vorteile

EIGENSCHAFTEN VORTEILE
  • Standard-CMOS-kompatibel auf nahezu jedem Technologieknoten
  • Hochempfindliche Sensoren mit vertikal bis 80 mV/T und lateral bis 160 mV/T
  • Ultrakompakt mit aktiver 3D-Sensorfläche von 100 µm × 100 µm
  • In-situ-Kalibrierung der X-, Y- und Z-Empfindlichkeit sowie des Z-zu-X- und Z-zu-Y-Übersprechens
  • Patentierte Offset-Zentrierungstechnologie für größtmöglichen Dynamikbereich
  • Kostengünstige Herstellung
  • Störresistent gegenüber Temperatur und externen Streufeldern durch Integration mehrerer 3D-Hall-Elemente
  • Sehr hoher Dynamikbereich von Mikrotesla bis mehreren Tesla
  • Maßgeschneiderte ASIC-Lösung mit Nachbauschutz und Miniaturisierung 
  • Als ASSP verfügbar für schnelle und unkomplizierte Funktionstests
  • Gefertigt ohne magnetisierbaren Materialen und daher frei von magnetischer Hysterese
Technische Details im Vergleich: HallinOne®-ASSPs und ASIC

Unser Angebot: Präzision in jeder Dimension mit 3D-Hall-Technologie

Wir sind Experten für innovative Sensortechnologien und deren Anwendungen. Mit umfassendem Know-how in magnetischer Modellierung, Simulation und für Magnetfeldsensoren optimiertes IC-Design entwickeln wir präzise Lösungen für Ihre anspruchsvollen Messaufgaben. Unsere Kompetenz reicht vom Design hochauflösender 3D-Hall-Elemente bis zur Entwicklung komplexer Signalverarbeitungspfade direkt auf dem Chip. So schaffen wir die Grundlage für den Einsatz intelligenter Algorithmen, die Sensordaten in Echtzeit verarbeiten. Zudem gewährleisten unsere Technologien höchste Safety & Security-Standards – für zuverlässige und sichere Systeme in jeder Umgebung. Damit unterstützen wir Sie bei Ihren technischen Herausforderungen konkret mit:

  • Analyse und Bewertung der Machbarkeit magnetischer Sensoren und Systeme
  • Konzeption und Entwicklung maßgeschneiderter Systemarchitekturen
  • Design innovativer 3D-Hall-Sensoren inkl. komplexer Sensor-Signalverarbeitung
  • Entwicklung intelligenter Algorithmen für präzise Messergebnisse
  • Erstellung und Umsetzung von Testkonzepten sowie Selbstteststrategien
  • Beratung und Unterstützung bei der Entwicklung von magnetischen Sensorsystemen
  • Supply Chain Management für integrierte Sensoren und Systeme

Anwendungen: Die Natur von Magnetfeldern intelligent nutzen

Unsere 3D-Hall-Technologie ermöglicht es Sensorherstellern und Unternehmen, die Magnetfeldsensoren in ihren Modulen und Anwendungen einsetzen und damit präzisere, zuverlässigere und effizientere Lösungen für ihre Magnetfeldmessungen zu realisieren. Dank der punktgenauen Erfassung magnetischer Felder in drei Dimensionen lassen sich Positionsmessungen, Steuerungen und Zustands-Überwachungen mit beeindruckender Genauigkeit realisieren. HallinOne® steht dabei für eine seit über 20 Jahren zuverlässige 3D-Hallsensor-Technologie, die bereits erfolgreich millionenfach in Endgeräte integriert wurde – und so dazu beiträgt, smartere, intuitivere und komfortablere Anwendungen Wirklichkeit werden zu lassen. Ob in der Industrie, Medizintechnik, Consumer-Elektronik oder Ladeinfrastruktur – HallinOne® eröffnet neue Möglichkeiten für smarte und leistungsstarke Sensorkonzepte. Die Anwendungsmöglichkeiten erstrecken sich über verschiedene Branchen und sind in folgenden Bereichen besonders wertvoll:

Industrielle Anwendungen
  • Positionsüberwachung in industriellen Stellantrieben
  • AC- und DC-Strom- und Leistungsüberwachungsmodule
Laboranwendungen
  • Magnetisierungsprüfgerät für Magnete
  • Magnetfeld-Arrays und Kameras
Steuerungsanwendungen
  • Mehrachsige Joysticks
  • Kraftempfindliche Eingabegeräte
Consumer Produkte
  • Unwuchterkennung in Waschmaschinen
  • Überwachung des Fensterstatus
Ladeinfrastruktur
  • DC-Meter in Ladestationen
  • Überwachung des Batteriezustands
Medizinische Anwendungen
  • Erkennung der Positionierung in MRI-Geräten
  • Feldüberwachung um MRI-Geräte

Integration und Hardware-Verfügbarkeit

ASSP

Basierend auf unserer HallinOne®-Technologie sind drei ASSP-Lösungen verfügbar – mit hochflexibler Konfigurierbarkeit, wodurch sie perfekt auf Ihre Anforderungen zugeschnitten werden können. Gemeinsam mit unserem Distributionspartner, dem Leistungszentrum Elektroniksysteme (LZE), stellen wir Ihnen unsere Technologie zur Verfügung.

 

ASSP

HallinOne® FH3D02

 

Dualer 3D-Hall-Sensor

  • 3D-Sensor-Abstand: 2,5 mm
  • Integrierte Temperaturkorrektur
  • Integriertes EEPROM für Korrektur- und Linearisierungsdaten
 

ASSP

HallinOne® FH3D12

 

Programmierbarer dualer 3D-Hall-Sensor

  • 3D-Sensor-Abstand: 2,0 mm
  • Integrierte Erregerspulen
  • Zugriff auf alle gemessenen Magnet- und Temperaturwerte 
 

ASSP

HallinOne® FH3D04

 

Programmierbarer Quad-3D-Hall-Sensor

  • 3D-Sensor-Abstand: 1,5 mm
  • Integrierte Erregerspulen
  • Zugriff auf alle gemessenen Magnet- und Temperaturwerte 

FH6D04 – RISC-V-betriebener Quad-3D-Hall-Sensor

Entdecken Sie den FH6D04, den leistungsstarken RISC-V-betriebenen Quad-3D-Hall-Sensor auf Basis der innovativen Fraunhofer IIS HallinOne®-Technologie. Dieser vielseitige Magnetfeldsensor arbeitet ausschließlich nach dem Hall-Effekt-Prinzip und verzichtet auf magnetisierbare Materialien. Er überzeugt mit einem hohen dynamischen Messbereich und präziser 3D-Magnetfeldmessung an vier Positionen – in einem kompakten, nur 5.0 x 4.0 x 0.6 mm großen WLCSP-Gehäuse. Durch die Nutzung von Magnetfeldgradienten ist der FH6D04 zudem perfekt für Anwendungen geeignet, die gegen Streufelder resistent sein müssen.

Für Unternehmen, die den FH6D04 testen möchten, sind auf Anfrage Evaluierungskits erhältlich.

 

ASSP

HallinOne® FH6D04

 

  • 3D-Sensor-Abstand: 3 mm x 4 mm
  • RISC-V-basierter Mikrocontroller mit integrierten 6D-Positions- und Strommessalgorithmen
  • Diagnosemöglichkeiten zur Fehlererkennung

Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen!

 

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Prototyp FH6D04 Factsheet

Alle wichtigen Informationen zum RISC-V-betriebenen Quad-3D-Hall-Sensor HallinOne® FH6D04