타이어 압력 센서는 어떻게 전력을 공급받나요? TPMS 배터리 및 수확 설명

대부분의 운전자는 타이어 공기압 센서를 유지하는 배터리에 대해 전혀 생각하지 않습니다. "낮은 타이어 공기압"을 보고하는 모듈은 휠 내부에 위치하여 고속도로 속도로 회전하며 여전히 몇 초마다 측정하고 방송할 수 있는 충분한 에너지를 가지고 있습니다. 타이어 압력 센서에 전력을 공급하는 방법에 대한 대답은 일반적으로 사람들이 예상하는 것보다 간단합니다. 센서 어셈블리 내부에 밀봉된 작은 리튬 코인 셀이 전체 패키지에 5~10년 동안 전력을 공급합니다. TPMS 모듈을 설계하는 경우 해당 배터리 하나가 센서, 라디오 및 마이크로컨트롤러의 현재 예산을 결정합니다.

타이어 압력 센서는 직접 TPMS 시스템에서 어떻게 전원을 공급받나요?

승용차의 모든 직접 TPMS 센서는 재충전이 불가능한 리튬 코인 셀에서 전원을 공급받습니다.

배터리는 밸브 스템에 고정되는 센서 모듈의 일부입니다. 서비스가 불가능합니다. 셀의 수명이 다하면 휠에서 전체 센서를 잘라내고 교체해야 합니다. 이것이 바로 TPMS 센서 서비스 수명이 감지 요소 자체가 아닌 배터리 수명에 의해 거의 항상 정의되는 이유입니다.

업계에서는 몇 가지 형식으로 표준화했습니다. CR1632는 약 130mAh, CR2032는 약 220mAh, CR2450은 520mAh에 더 가깝습니다. 셀이 클수록 센서가 타이어에 더 오래 머무를 수 있지만 밸브 스템에서 차지하는 공간은 더 커집니다. 3V 코인 셀은 또한 진동, 제동으로 인한 열, -40C까지의 온도를 견뎌야 하므로 전해질 화학은 용량만큼 중요합니다.

TPMS 센서는 매일 얼마나 많은 전력을 사용합니까?

TPMS 센서는 수명의 대부분을 잠자기 상태로 유지하므로 지난 몇 년 동안 작은 배터리가 만들어졌습니다.

컨트롤러는 센서를 깨워 압력과 온도를 측정한 다음 짧은 RF 버스트를 보냅니다. 절전 모드에서 장치는 약 1uA를 소비합니다. 측정 중에는 몇 밀리초 동안 약 2~3mA로 점프합니다. 전송 중에 10밀리초 미만 동안 5~10mA를 끌어올 수 있습니다. 따라서 평균 일일 에너지 소비량은 매우 적습니다.

• 절전 모드에서 깨어나기
• 압력 및 온도 측정
• 결과를 디지털 프레임으로 변환
• RF 패킷을 전송
• 다시 잠에 들기

이 패턴은 배터리가 충전되지 않은 채 하루에 수천 번 실행됩니다.

220mAh 셀은 수년 동안 이 듀티 사이클을 지원할 수 있으므로 3V 리튬 배터리가 여전히 기본 선택입니다.

타이어 압력 센서는 에너지 수확을 통해 어떻게 전력을 얻나요?

에너지 수확 TPMS 센서는 실제 제품이지만 대중 시장 승용차의 배터리를 교체하지는 않았습니다.

압전 요소는 타이어의 진동을 포착하고, 전자기 코일은 회전 에너지를 수확하며, 일부 프로토타입은 차량에서 방출되는 RF 전력을 사용합니다. 이러한 접근 방식은 방정식에서 배터리를 제거하고 유지 관리가 필요 없는 센서를 약속합니다. 그러나 비용, 크기 및 복잡성이 추가됩니다. 10년 안에 폐기될 자동차의 경우 1달러짜리 코인 셀이 20달러짜리 수확기보다 여전히 더 의미가 있습니다.

• 압전 진동 수확
• 전자기 회전 에너지 수확
• 무선 주파수 파워 빔

타이어 압력 센서는 유선 차량 시스템에서 어떻게 전원을 공급받나요?

상업용 차량 및 산업용 장비는 섀시 배터리에서 직접 전력을 끌어오는 유선 TPMS 모듈을 사용합니다.

트럭, 버스 및 트레일러 시스템은 12V 또는 24V 공급 라인을 각 센서에 연결합니다. 이를 통해 배터리 교체가 필요 없으며 지속적인 모니터링이 가능합니다. 그 대신 더 많은 배선, 더 많은 커넥터 및 케이블 손상 위험이 커집니다. 센서가 한 번 설치되면 다시는 건드리지 않기 때문에 많은 차량 관리자가 이를 받아들입니다. 이러한 시스템은 또한 압력 센서가 현대 차량에 전력을 공급하는 방법 더 넓은 전기 아키텍처에서.

하드배선 모듈은 코인 셀의 전력 제약이 없기 때문에 종종 다른 감지 토폴로지를 사용합니다. 센서는 지속적으로 실행될 수 있으며 수신기는 초당 여러 번 센서를 폴링할 수 있습니다.

배터리 수명이 MEMS 압력 센서 설계를 결정하는 방법

배터리 제약 조건에 따라 MEMS 압력 센서 칩을 포함한 전체 TPMS 모듈의 전기 예산이 결정됩니다.

제품 설계자가 배터리 구동식 TPMS용 MEMS 압력 센서를 선택할 때 질문은 직접적입니다. 공급 전압은 얼마인지, 브리지가 소비하는 전류량은 얼마인지, 센서가 절전 모드를 지원합니까? MemsTech - MEMS 압력 센서 제조업체인 Wuxi Mems Tech Co., Ltd.는 타이어의 온도 범위에서 저전력 작동 및 안정적인 출력을 위한 자동차 등급 센서를 설계하여 이 문제를 해결합니다.

공급 전압과 전류가 핵심 사양입니다.

대부분의 TPMS 모듈은 코인 셀의 3V 레일을 사용하므로 센서는 약 2.1V ~ 3.6V에서 작동해야 합니다. 감지 요소는 활성 모드에서 수백 마이크로암페어만 소비해야 하며 대기 모드에서는 1마이크로암페어의 일부만 소비해야 합니다. 예상보다 1mA를 더 많이 소비하는 센서는 배터리 수명을 몇 년씩 단축시킵니다.

MCPJ10, MCPJ11 및 MCPJ12 자동차용 절대 압력 센서 이러한 보정된 절대 압력 센서는 아날로그 또는 디지털 출력을 제공하고 2.1~3.6V에서 작동하며 TPMS 배터리 제약 조건에 적합합니다. 낮은 전력 소비는 코인 셀 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다. 제품보기 →

MCPJ10, MCPJ11 및 MCPJ12 시리즈는 대부분의 TPMS 모듈에 사용되는 3V 배터리 스택과 일치하는 공급 전압 정격을 갖춘 자동차 환경용으로 제작된 절대 압력 센서입니다.

Wuxi Mems Tech Co., Ltd.는 또한 2,000제곱미터의 표준화된 생산 공간을 운영하고 연간 6천만 개의 생산량을 보고하며 모든 센서는 제로/전체 규모 교정, 온도 드리프트 테스트 및 배송 전 장기 안정성 검사를 통과합니다.

TPMS 모듈용 MEMS 센서 선택

타이어 압력 모듈용 센서 선택은 압력 범위, 공급 전압 및 패키지 크기의 세 가지 사양으로 이루어집니다.

타이어 압력 센서는 일반적으로 100kPa에서 450kPa 사이의 절대 압력을 측정합니다. 감지 요소는 밀봉된 패키지 내부의 진공을 참조하므로 절대 압력 센서가 TPMS의 표준 선택입니다. 디지털 출력은 마이크로컨트롤러의 부하를 줄이고 추가 ADC 잡음을 방지하므로 일반적입니다. 센서가 밸브 스템의 매우 작은 공간에 있기 때문에 패키지 크기가 중요합니다. MemsTech MCPJ20 시리즈는 이러한 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다.

최선의 선택은 모듈에 디지털 인터페이스가 필요한지 여부와 고객이 원하는 교정 노력의 정도에 따라 달라집니다. MCPJ10, MCPJ11 및 MCPJ12는 디지털 출력 옵션을 제공하는 반면 MCPJ20 제품군은 더 간단한 신호 체인을 위해 아날로그를 유지합니다. 더 많은 배경 정보를 보려면 다음을 읽어보세요. MEMS 압력 센서 기술에 대한 종합 가이드 .

자동차 매니폴드용 MCPJ20 시리즈 아날로그 압력 센서 MCPJ20 제품군은 흡기 매니폴드 압력 측정을 위한 보정된 아날로그 출력을 제공하며 사용자 정의 가능한 범위와 저전력을 제공합니다. 간단한 신호 체인이 필요한 자동차 모듈에 적합합니다. 제품보기 →

FAQ

타이어 공기압 센서 배터리는 얼마나 오래 지속되나요?

일반적인 직접 TPMS 센서는 3V 리튬 코인 셀을 사용하며 일반 사용 시 5~7년 동안 지속됩니다. 추운 기후와 잦은 짧은 여행은 센서가 더 자주 작동하기 때문에 수명을 단축할 수 있습니다.

TPMS 센서의 배터리를 교체할 수 있나요?

아니요. 소비자용 TPMS 센서는 밀봉된 장치입니다. 배터리는 모듈 내부에 몰딩되어 있으므로 셀이 죽으면 센서 전체가 교체됩니다.

차량이 유선으로 연결된 경우 타이어 공기압 센서에 배터리가 필요합니까?

유선 차량 시스템은 배터리를 사용하지 않습니다. 차량의 전기 시스템에서 전력을 끌어오므로 배터리 교체 없이 지속적인 모니터링이 가능합니다.

TPMS에 MEMS 압력 센서가 사용되는 이유는 무엇입니까?

MEMS 압력 센서는 작고 정확하며 전류를 거의 소모하지 않으므로 타이어 밸브 내부에 장착해야 하는 배터리 구동식 모듈을 위한 유일한 실용적인 선택입니다.

TPMS 모듈을 설계 중이고 소형 코인 셀에서 안정적으로 작동하는 센서가 필요한 경우 MCPJ20A, MCPJ20B 및 MCPJ20C 변형은 동일한 3V 공급 레일에 대해 다양한 출력 범위를 포괄합니다.

3V 애플리케이션용 MCPJ20A, J20B 및 J20C 압력 센서 이러한 변형은 3V 공급 장치에서 다양한 압력 범위(10~1000kPa 또는 10~400kPa)를 포괄하여 TPMS 모듈에 유연성을 제공합니다. 정밀하고 컴팩트한 패키지는 안정적인 코인 셀 작동을 지원합니다. 제품보기 →