Menlo Micro Soportes Bajos

Apr 18, 2024

Los sistemas microelectromecánicos (MEMS) son una tecnología que sigue ganando importancia, especialmente en los últimos años. Los MEMS, que consisten en componentes mecánicos y electromecánicos miniaturizados que se pueden fabricar a microescala, se han convertido en una herramienta importante en muchas aplicaciones de baja potencia.

A pesar de su uso en aplicaciones de baja potencia, diseñar con MEMS puede ser un desafío debido a su dependencia de circuitos de alimentación de alto voltaje para un funcionamiento adecuado. La semana pasada, la empresa MEMS Menlo Micro lanzó el MM101, una nueva solución de controlador de alto voltaje y baja potencia basada en bomba de carga para interruptores MEMS.

El dispositivo está pensado como complemento de los productos Ideal Switch de Menlo Micro. En 2022, la compañía lanzó una serie de dispositivos basados ​​en esta tecnología, incluido un dispositivo para conmutación de RF y otro para distribución de alta energía. En este artículo veremos los circuitos de la bomba de carga, su valor en aplicaciones MEMS y el nuevo producto de Menlo Micro.

Un problema en el diseño de circuitos MEMS es que estos sistemas generalmente dependen de un voltaje de polarización relativamente alto y variable para su funcionamiento adecuado. Si comparamos esto con el hecho de que los dispositivos MEMS se utilizan a menudo en aplicaciones de baja potencia y bajo voltaje, queda claro que el verdadero desafío radica en generar los altos voltajes necesarios a partir de una fuente de bajo voltaje manteniendo al mismo tiempo un bajo consumo de energía.

Para ello, un circuito popular es la bomba de carga. Un circuito de bomba de carga, o regulador de bomba de carga, es una especie de convertidor CC-CC que generalmente no consta más que de condensadores e interruptores (en otras palabras, transistores) y funciona sincronizando y controlando cuidadosamente estos interruptores para explotar las características de transferencia de carga de condensadores. A través de la carga y descarga alternativa de condensadores, una bomba de carga puede aumentar o disminuir un voltaje de entrada determinado al nivel deseado.

Más eficiente que un regulador de caída lineal (LDO) pero menos eficiente que un convertidor elevador, el convertidor de bomba de carga es una solución relativamente eficiente para voltajes crecientes. Si bien no es la opción más eficiente disponible, el verdadero punto fuerte de las bombas de carga es su pequeña área.

Al depender únicamente de condensadores y transistores, los cuales son fáciles de fabricar en procesos micro CMOS estándar, los circuitos de bomba de carga ofrecen una solución mucho más eficiente en cuanto a espacio que un convertidor elevador.

En el contexto de los circuitos MEMS, las bombas de carga son una opción ideal por varias razones, pero es principalmente la combinación única de alta eficiencia energética y área baja lo que las hace tan deseables. Cuando los circuitos MEMS pretenden ser pequeños y eficientes energéticamente, la bomba de carga es una excelente solución para crear los grandes voltajes necesarios para la polarización MEMS.

El nuevo producto de Menlo Micro, el MM101, fue diseñado en gran medida teniendo en cuenta las aplicaciones MEMS. Con este fin, aprovecha los circuitos de la bomba de carga para tomar voltajes de entrada de baja potencia y convertirlos en salidas de alto voltaje. Específicamente, este dispositivo está diseñado para tomar un voltaje de entrada de 5 V y puede producir voltajes de salida entre 10 V y 100 V, según los circuitos externos.

Con esta salida de alto voltaje, el MM101 ofrece 8 salidas push-pull de alto voltaje, cada una capaz de generar hasta 72 µA de corriente en las salidas de alto voltaje. Además, el chip, que viene en un pequeño paquete QFN de 5 mm × 5 mm y 32 pines, admite SPI de 32 MHz para un esquema de control y comunicación simple. Puede encontrar más información en la hoja de datos del MM101.