IMEC研发MEMS芯片，欲打造免电池胎压监测系统

TPMS胎压监测系统分为间接式和到直接式，直接式在监测上更精准，目前市场上胎压监测报警器的工作原理也多采用后者，国外AIRONE、ACCUTIRE TPMS及国内的铁将军胎压监测报警器等均采用直接式对汽车轮胎进行胎压监测，以避免因轮胎故障引发交通事故，确保行车安全。不过，在对产品功能及使用便利度要求之外，电池的使用寿命也是车主考虑的要素。针对这一问题，欧洲微电子研究中心IMEC开发出的一款微机电系统(MEMS)芯片，能够从汽车轮胎内部的振动采集能量，让胎压监测系统(TPMS)不再需要使用电池。

在探究MEMS芯片如何打造免电池胎压监测系统之前，我们不妨先了解一下间接式胎压监测系统和直接式胎压监测系统。间接式胎压监测系统是通过轮胎的转速差来判断轮胎是否异常，直接式胎压监测系统通过在轮胎里面加装四个胎压监测传感器，胎压监测传感器需要电池提供能量，在汽车静止或者行驶过程中对轮胎气压和温度进行实时自动监测，并对轮胎高压、低压、高温进行及时报警。那么，IMEC研发的MEMS芯片如何让胎压监测系统(TPMS)不再需要使用电池呢？

这个MEMS能源采集器包含一个具有压电层(氮化铝)夹层的悬臂支架，这个压电层夹在金属电极之间形成一个电容器。一个质量块(mass)连接到悬臂的一端，使其成为可随着压电层弯曲而将振动转换为电能的转换器。电容两端的电压也能被采集，用来驱动无线电路。

MEMS能源采集器可采集轮胎内部振动产生的能量

在1KHz的自然共振频率下，新的MEMS能量采集器最大输出功率低于500微瓦(microwatt)。在每小时40英哩时速下，汽车轮胎能源产生的能量大约仅比40微瓦多出一些，不过，IMEC表示这已经足够为压力传感器和TPMS系统的无线通讯电路供电了。

IMEC已经证实，这种微型能源采集器可在6吋晶圆上用真空制程来制造。IMEC表示，这种全新的MEMS能量采集技术将在许多应用中被用于无线传感器节点，为任何一种低电流的无线传感器网络节点供电，这类应用包括汽车引擎到工业应用等，其共同特点是电池都不大方便充电。