Menlo Micro Supporta Basso

Apr 18, 2024

I sistemi microelettromeccanici (MEMS) sono una tecnologia che continua a crescere di importanza, soprattutto negli ultimi anni. Costituiti da componenti meccanici ed elettromeccanici miniaturizzati che possono essere fabbricati su microscala, i MEMS si sono rivelati uno strumento importante in molte applicazioni a bassa potenza.

Nonostante il suo utilizzo in applicazioni a bassa potenza, la progettazione con i MEMS può rappresentare una sfida a causa della dipendenza dai circuiti di alimentazione ad alta tensione per il corretto funzionamento. La settimana scorsa, la società MEMS Menlo Micro ha rilasciato MM101, una nuova soluzione driver a bassa potenza e alta tensione basata su pompa di carica per switch MEMS.

Il dispositivo è inteso come compagno dei prodotti Ideal Switch di Menlo Micro. Nel 2022, la società ha rilasciato una serie di dispositivi basati su questa tecnologia, tra cui un dispositivo per la commutazione RF e uno per la distribuzione ad alta potenza. In questo articolo daremo uno sguardo ai circuiti delle pompe di carica, al loro valore nelle applicazioni MEMS e al nuovo prodotto di Menlo Micro.

Un problema nella progettazione dei circuiti MEMS è che questi sistemi generalmente fanno affidamento su una tensione di polarizzazione relativamente elevata e variabile per il corretto funzionamento. Se si giustappone questo al fatto che i dispositivi MEMS sono spesso utilizzati in applicazioni a bassa potenza e bassa tensione, è chiaro che la vera sfida sta nel generare le alte tensioni necessarie da una fonte a bassa tensione mantenendo un basso consumo energetico.

Per fare ciò, un circuito popolare è la pompa di carica. Un circuito a pompa di carica, o regolatore della pompa di carica, è un tipo di convertitore CC-CC che generalmente consiste solo di condensatori e interruttori (in altre parole, transistor) e funziona sincronizzando e controllando attentamente questi interruttori per sfruttare le caratteristiche di trasferimento di carica di condensatori. Attraverso la carica e la scarica alternata dei condensatori, una pompa di carica può aumentare o diminuire una determinata tensione di ingresso al livello desiderato.

Più efficiente di un regolatore a caduta lineare (LDO) ma meno efficiente di un convertitore boost, il convertitore a pompa di carica è una soluzione relativamente efficiente per aumentare le tensioni. Sebbene non sia l’opzione più efficiente disponibile, il vero punto di forza delle pompe di carica è la loro piccola area.

Facendo affidamento solo su condensatori e transistor, entrambi facili da produrre con processi micro CMOS standard, i circuiti a pompa di carica offrono una soluzione molto più efficiente in termini di spazio rispetto a un convertitore boost.

Nel contesto dei circuiti MEMS, le pompe di carica sono la scelta ideale per una serie di ragioni, ma è soprattutto la combinazione unica di elevata efficienza energetica e area ridotta a renderle così desiderabili. Laddove i circuiti MEMS mirano a essere piccoli ed efficienti dal punto di vista energetico, la pompa di carica è un'ottima soluzione per creare le grandi tensioni necessarie per la polarizzazione dei MEMS.

Il nuovo prodotto di Menlo Micro, l'MM101, è stato progettato principalmente pensando alle applicazioni MEMS. A tal fine, sfrutta i circuiti della pompa di carica per prendere tensioni di ingresso a bassa potenza e convertirle in uscite ad alta tensione. Nello specifico, questo dispositivo è progettato per accettare una tensione di ingresso di 5 V e può produrre tensioni di uscita comprese tra 10 V e 100 V a seconda dei circuiti esterni.

Con questa uscita ad alta tensione, l'MM101 offre 8 uscite push-pull ad alta tensione, ciascuna in grado di emettere fino a 72 µA di corrente alle uscite ad alta tensione. Inoltre, il chip, disponibile in un minuscolo package QFN a 32 pin da 5 mm x 5 mm, supporta SPI a 32 MHz per un semplice schema di comunicazione e controllo. Maggiori informazioni possono essere trovate nella scheda tecnica MM101.