IMEC研發MEMS芯片有望打造免電池胎壓監測系統

TpMS胎壓監測系統分為間接式和到筆直式，筆直式在監測上更精準，目前市場上胎壓監測報警器的工作原理也多采用后者，國外AIRONE、ACCUTIRETpMS及國內的鐵將軍胎壓監測報警器等均采用筆直式對汽車輪胎進行胎壓監測，以戒備因輪胎故障引發交通事故，確保行車安全。不過，在對產品功能及使用便利度要求之外，電池的使用壽命也是車主考慮的要素。針對這一問題，歐洲微電子研究中心IMEC開發出的一款微機電系統(MEMS)芯片，能夠從汽車輪胎內部的振動采集能量，讓胎壓監測系統(TpMS)不再要使用電池。

在探究MEMS芯片要怎么樣打造免電池胎壓監測系統之前，我們不妨先知道一下間接式胎壓監測系統和筆直式胎壓監測系統。間接式胎壓監測系統是通過輪胎的轉速差來判斷輪胎是不是異常，筆直式胎壓監測系統通過在輪胎里面加裝四個胎壓監測傳感器，胎壓監測傳感器要電池供應能量，在汽車靜止或者行駛過程中對輪胎氣壓和溫度進行實時自動監測，并對輪胎高壓、低壓、高溫進行及時報警。那么，IMEC研發的MEMS芯片要怎么樣讓胎壓監測系統(TpMS)不再要使用電池呢？

這個MEMS能源采集器蘊含一個具有壓電層(氮化鋁)夾層的懸臂支架，這個壓電層夾在金屬電極之間形成一個電容器。一個質量塊(mass)連接到懸臂的一端，使其成為可隨著壓電層彎曲而將振動轉換為電能的轉換器。電容兩端的電壓也能被采集，用來驅動無線電路。

MEMS能源采集器可采集輪胎內部振動出現的能量

在1KHz的自然共振頻率下，新的MEMS能量采集器最大輸出功率低于500微瓦(microwatt)。在每小時40英哩時速下，汽車輪胎能源出現的能量約莫僅比40微瓦多出一些，不過，IMEC表示這已經足夠為壓力傳感器和TpMS系統的無線通訊電路供電了。

IMEC已經證實，這種微型能源采集器可在6吋晶圓上用真空制程來制造。IMEC表示，這種全新的MEMS能量采集技術將在許多使用中被用于無線傳感器節點，為任何一種低電流的無線傳感器網絡節點供電，這類使用包括汽車引擎到工業使用等，其共同特點是電池都不大方便充電。

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