멜렉시스(Melexis)가 자사의 특허 기술인 Trihibian™ 아키텍처를 적용한 소형 MEMS 압력 센서 ‘MLX90830’을 출시했다. 이 센서는 16핀 SO16 패키지로 2~70 bar의 가스 및 액체의 압력을 측정할 수 있다. Triphibian이라는 명칭은 두 가지 물질 상태(액체와 기체)의 압력을 측정할 수 있는 동시에 나머지 두 상태(고체와 플라즈마)에서 생존할 수 있다는 데서 유래했다.
멜렉시스 Triphibian의 서스펜션 캔틸레버 설계 [출처=Melexis]
감지 메커니즘은 끝단에 다이어프램(diaphragm)이 있는 SO16 패키지 내부에 캔틸레버(cantilever)를 포함하고 있다. 이를 통해 최대 2000 bar/msec의 압력 증가(pressure spike) 내성과 최대 210 bar의 정적 파열압력(static burst pressure) 수준을 지원한다. 두 가지 가용 교정 범위(10 bar 또는 35 bar)는 각각 저압/고압 냉동 루프(refrigeration loop)를 포함한 다양한 전기자동차(EV) 열관리 시스템의 요구 사항을 충족하도록 제공된다.
MLX90830은 절대 압력을 측정하도록 공장 출하 전 보정되어(factory-calibrated) 있으며, 비례하는 아날로그 출력 신호를 제공한다. 이 압력 센서는 EV의 열관리 시스템에 통합할 수 있도록 설계되어 비용 효율적인 솔루션을 제공한다.
Triphibian™ 센서를 사용하면 멜렉시스 공장 외부에서 교정할 필요가 없다. [출처=Melexis]
MLX90830의 Trihibian™ 기술은 액체와 접촉한 상태에서도 MEMS 센서가 5 bar 이상의 정확한 측정값을 제공할 수 있도록 해준다.
MLX90830은 유리 받침대 쪽과 와이어 본딩 쪽 사이에 여전히 압력 차가 존재하는 후면 노출형 솔루션보다 더 견고하게 설계되었으며, 압력 균등화 원리를 통해 동결 매질 조건을 견딜 수 있다. MEMS 압력 센서로는 최초다.
MLX90830에는 센서 판독 회로, 디지털 하드웨어, 전압 레귤레이터, 아날로그 출력 드라이버가 포함되어 있다. 막에 삽입된 압저항(Piezo-resistive) 소자를 사용하여 출력 신호를 생성하는 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)를 만든다. 이 신호는 증폭되어 디지털 형식으로 변환되고, 16비트 DSP가 온도 보정을 적용한 후 결과를 아날로그 출력으로 제공한다.
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일반 MEMS 센서는 고압에서 브레이킹 위험에 직면하고, Triphibian™은 최대 2000 bar/msec의 압력 증가와 최대 210 bar의 정적 파열압력 수준을 지원한다. [출처=Melexis]
이 센서에는 과전압(+40V 이상)과 역전압(-40V 미만)에 대한 보호 메커니즘이 포함되어 있어 트럭 애플리케이션에도 적합하다. MLX90830은 ISO 26262 표준에 따라 SEooC(Safety Element out of Context)로 개발되었기 때문에 최대 ASIL B 시스템 통합이 가능하므로 최신 EV 안전 요구 사항을 충족한다.
MLX90830은 기존의 비-MEMS 기반 설계에 비해 정확도와 견고성이 향상되어 차량의 열관리 시스템의 효율을 높여 주행거리를 늘릴 수 있다. 또한, 소형 패키징은 독립형 센서 모듈에 비해 부피를 줄여준다.
멜렉시스의 카렐 클레센(Karel Claesen) 압력 센서 제품 매니저는 MLX90830이 Trihibian™ 기술을 통해 EV의 열관리 시스템을 중앙집중화하여 시스템 크기를 줄이고 신뢰성을 높일 수 있다고 소개했다.
중앙집중식 열관리 시스템에서 Triphibian™ 센서의 잠재적 사용 가능성 [출처=Melexis]
한편, 멜렉시스에 따르면 전 세계에서 생산되는 모든 신차에 평균 18개의 멜렉시스 칩이 탑재되어 있다.
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