Menlo Micro prend en charge les faibles

Apr 18, 2024

Les systèmes microélectromécaniques (MEMS) sont une technologie qui ne cesse de gagner en importance, surtout ces dernières années. Constitués de composants mécaniques et électromécaniques miniaturisés pouvant être fabriqués à l’échelle microscopique, les MEMS se sont révélés un outil important dans de nombreuses applications à faible consommation.

Malgré son utilisation dans des applications à faible consommation, la conception avec des MEMS peut s'avérer un défi en raison de sa dépendance à l'égard de circuits d'alimentation haute tension pour un fonctionnement correct. La semaine dernière, la société MEMS Menlo Micro a lancé le MM101, une nouvelle solution de pilote haute tension et basse consommation basée sur une pompe de charge pour les commutateurs MEMS.

L'appareil est destiné à accompagner les produits Ideal Switch de Menlo Micro. En 2022, la société a lancé une série d’appareils basés sur cette technologie, notamment un appareil pour la commutation RF et un pour la distribution de puissance élevée. Dans cet article, nous examinerons les circuits de pompe de charge, leur valeur dans les applications MEMS et le nouveau produit de Menlo Micro.

Un problème dans la conception des circuits MEMS est que ces systèmes reposent généralement sur une tension de polarisation relativement élevée et variable pour un fonctionnement correct. Si l'on ajoute à cela le fait que les dispositifs MEMS sont souvent utilisés dans des applications basse consommation et basse tension, il est clair que le véritable défi réside dans la génération des hautes tensions nécessaires à partir d'une source basse tension tout en maintenant une faible consommation d'énergie.

Pour ce faire, un circuit populaire est la pompe de charge. Un circuit de pompe de charge, ou régulateur de pompe de charge, est une sorte de convertisseur DC-DC qui ne se compose généralement que de condensateurs et de commutateurs (en d'autres termes, des transistors) et fonctionne en synchronisant et en contrôlant soigneusement ces commutateurs pour exploiter les caractéristiques de transfert de charge de condensateurs. En chargeant et déchargeant alternativement des condensateurs, une pompe de charge peut augmenter ou diminuer une tension d'entrée donnée jusqu'au niveau souhaité.

Plus efficace qu'un régulateur à chute linéaire (LDO) mais moins efficace qu'un convertisseur boost, le convertisseur pompe de charge est une solution relativement efficace pour augmenter les tensions. Bien qu’il ne s’agisse pas de l’option la plus efficace disponible, la véritable force des pompes de charge réside dans leur petite surface.

En s'appuyant uniquement sur des condensateurs et des transistors, tous deux faciles à fabriquer selon des processus micro CMOS standard, les circuits à pompe de charge offrent une solution beaucoup plus efficace en termes d'espace qu'un convertisseur élévateur.

Dans le contexte des circuits MEMS, les pompes de charge constituent un choix idéal pour un certain nombre de raisons, mais c'est principalement la combinaison unique d'un rendement énergétique élevé et d'une faible surface qui les rend si souhaitables. Lorsque les circuits MEMS visent à être à la fois petits et économes en énergie, la pompe de charge constitue une excellente solution pour créer les tensions élevées nécessaires à la polarisation MEMS.

Le nouveau produit de Menlo Micro, le MM101, a été conçu en grande partie pour les applications MEMS. À cette fin, il exploite les circuits de pompe de charge afin de prendre des tensions d'entrée de faible puissance et de les convertir en sorties haute tension. Plus précisément, cet appareil est conçu pour accepter une tension d'entrée de 5 V et peut produire des tensions de sortie comprises entre 10 V et 100 V en fonction des circuits externes.

Avec cette sortie haute tension, le MM101 offre 8 sorties push-pull haute tension, chacune capable de produire jusqu'à 72 µA de courant aux sorties haute tension. De plus, la puce, présentée dans un minuscule boîtier QFN à 32 broches de 5 mm × 5 mm, prend en charge le SPI 32 MHz pour un schéma de communication et de contrôle simple. Plus d’informations peuvent être trouvées dans la fiche technique du MM101.