车用TPMS专用传感器模块技术剖析

车用TPMS专用传感器模块技术剖析

同样，加速度传感器也是用MEMS 技术制作的，图6 是MEMS 加速度传感器平面结构图，图7 是加速度传感器切面结构图，图中间是一块用MEMS技术制作的、可随运动力而上下可自由摆动的硅岛质量块，在其与周边固置硅连接的硅樑上刻制有一应变片，与另外三个刻制在固置硅上的应变片组成一个惠斯顿测量电桥，只要质量块随加速度力摆动，惠斯顿测量电桥的平衡即被破坏，惠斯顿测量电桥就输出一个与力大小成线性的变化电压△V。

　　压力传感器、加速度传感器、ASIC/MCU 是三个分别独立的裸芯片，它们通过芯片的集成厂商整合在一个封装的单元里，如图8 美国GE 公司NPX2，图9 是去掉封装材料后能清晰地看到这三个裸芯片，三个芯片之间的联接、匹配也都做在其中了。

图8 美国GE 公司NPX2

图9 是去掉封装材料后

　　加速度传感器可使发射模块具有自动唤醒功能，SP12/30 和NPX2 系列的智能传感器都包含了加速度传感器，加速度传感器利用其质量块对运动的敏感性，实现汽车移动即时开机，进入系统自检、自动唤醒，汽车高速行驶时按运动速度

　　自动智能确定检测时间周期，用软件设定安全期、敏感期和危险期，以逐渐缩短巡回检测周期和提高预警能力、节省电能等功能。可以利用加速度传感器+MCU+软件设计完成唤醒的功能设定，不再需要用其它芯片，以免增加成本。

图 10 SP30 整合使用PHILPS 的P2SC

图 11 NPX2 整合使用PHILPS 的P2SC

　　智能传感器模块还整合了ASIC/MCU，NPX2 和SP30 都是使用PHILPS 的P2SC 的传感器信号调理的ASIC 芯片（图10、图11），在NPX2 的电原理图中能清晰地看到这个单元，它包括一个作运算处理控制的8 位RISC 单片机、用于安置系统固化程序的4K EROM或FLASH、用于存放客户应用程序的4K ROM、用于存储传感器校准参数和用户自定义数据的128Byte EEPROM、RAM、定时调制器、中断控制器、RC 振荡器，以及将来自传感器信号进行放大的低噪音放大器LNA、继而将传感器信号转化为数字信号的ADC、与外界联系的I/O 口、电源管理和看门狗、断续定时器、1-3 维的LF 接口。

图12 TPMS传感器模块技术发展趋势

　　TPMS 传感器模块技术发展趋势是将发射模块向高度集成化、单一化、无线无源化方向发展（图12）。随着TPMS 产品市场对IC 高整合度和高可靠性的要求，目前已经有了如Infineon SP12/SP30、GE NPX 那样的将所需测试各物理量的传感器与MCU 合二为一的智能传感器模块，在未来几年内还会开发出包含RF发射芯片三合一的模块，包含利用运动的机械能自供电的四合一的模块，届时胎压力监测发设器只有一个模块和一个天线组成，客户的二次设计变得十分简便。