2019年11月04日 | 适用于内燃机和混合动力发动机EVAP系统的压力传感器IC

近日，Melexis宣布推出专为测量汽车应用中极低压力的相对压力传感器 IC MLX90821。据悉，MLX90821 采用最新的 MEMS 技术，是一款MEMS传感器和CMOS信号处理芯片紧密集成于同一封装的系统级封装解决方案，适用于测量低至 50 mbar 高至 700 mbar 的燃油蒸汽压力。因此，MLX90821 适用于专为内燃机或混合动力汽车设计的 EVAP系统（燃油蒸发控制系统）。

EVAP系统的重要性

如今，对于汽车制造商来说，使用 EVAP系统进行燃油压力蒸汽检测十分必要。其中原因，无外乎以下两点：

一、EVAP 系统可捕获、储存和处理燃油蒸汽，从而防止蒸汽逸出到空气中而产生污染。近些年，越来越多的地区出台禁止将燃油蒸汽排放到大气的严格法规，对于汽车制造商来说，使用 EVAP系统进行燃油压力蒸汽检测变得日益重要。

二、提高汽车节油效果，保障燃油充分燃烧、不中途凭空流失燃油是重要途径。而EVAP系统能够收集燃油蒸气，并且将其适时地送入进气歧管，与正常混合气混合后进入发动机燃烧，使燃油得到充分利用。

压力传感器 IC的效用

EVAP系统不可或缺，而可以测量极低压力的压力传感器 IC（如 MLX90821）是这类系统的关键组成部分，因为这类传感器能够检测到可能在 EVAP 系统任何位置出现的极小泄漏。当然，能够达成这一效果的前提是，这一类产品的测量范围、可靠性、稳定性和精度足以应对用于内燃机和混合动力发动机的 EVAP 系统。

而据Melexis 压力传感器产品线经理 Laurent Otte介绍，相对压力传感器 MLX90821具备这样的优势，“借助这种经过出厂校准且可针对每种独立应用进行定制校准的传感器 IC，一级制造商和模块制造商能够针对上述两种发动机采用标准化的单一设计。该传感器 IC 的封装十分可靠且易于密封，并经过认证，可在 -40°C 至 +150°C 的温度范围内运行，并提供全面的 PPAP 支持。”

具体来看，MLX90821系统级封装方案采用通过背面蚀刻技术制造的 MEMS 传感器。因此，传感元件在暴露于燃油蒸汽或其他介质等恶劣环境时，针对污染物有很高的介质兼容性。该系统的 CMOS 部分可提供设计灵活性，整个传感器则可提供极高水平的 EMC 保护和抗扰性，经过简单设计即可集成到 ICE 和混合动力汽车的 EVAP 系统中。

另据了解，每颗传感器 IC 在最后的生产步骤中会进行校准，将压力传输曲线和钳位电平存储在内部 EEPROM 中。通过成比例的模拟量输出或 SENT 输出提供测量结果，可以包含温度测量。当应用还需要输出被测介质的准确温度测量值时，可以选择使用外部 NTC，经过温度补偿后输出温度值。还可使用 Melexis 提供和支持的软硬件工具进行进一步配置。

值得一提的是，混合动力汽车的燃油蒸汽压力测量甚至更加复杂，需要功能更强大的传感解决方案。另外，由于 ICE（内燃机）和混合动力汽车中的 EVAP 系统可能搭载多个压力传感器 IC，因此采用灵活简便的设计至关重要。

而MLX90821 尺寸小巧，几乎可以用于任何大小的模块中，还可通过系统级封装实现高度集成，是一款设计简单，“即插即用”的解决方案。DSP 提供模拟输出和 SENT 输出，可以充分利用 SENT 接口的快慢通道，添加诊断消息和客户自定义信息。MLX90821 提供汽车所需的多种诊断功能，包括钳位电平、断路跟踪诊断和多种内部故障诊断。

市场需求依然旺盛

据了解，Melexis提供适用于所有压力传感器领域的先进技术，包括面向高压应用的信号调节 IC，用于低压测量的经封装和出厂校准的相对和绝对压力传感器芯片等。这些稳定性高、性能优异即插即用型解决方案满足严苛汽车环境要求，适用于燃油蒸汽压力、进气管绝对压力（MAP）、座椅腰部压力以及摩托车MAP压力等多种应用领域。

而正如前面所说，MLX90821所针对的都是内燃机汽车或是混合动力汽车。换言之，这两大市场领域的发展，一定程度决定了这一方案的应用前景。而众多周知，如今日益严苛的油耗排放法规，以及油耗限值和新能源“双积分”的产业政策，让纯电动汽车发展加速，这是否会影响到内燃机汽车或是混合动力汽车市场的发展呢？

事实情况是，尽管纯电动汽车在满足油耗方面游刃有余，但不可否认，其仍有成本、电池技术等诸多难题尚待解决。因此，在相当长的时期内，纯电动汽车、混动汽车、纯燃油车等等车型的多元化共存是大势所趋。

Melexis压力传感器产品线经理Laurent Otte

近日，全球微电子工程公司Melexis产品线经理（压力传感器）Laurent Otte亦肯定了这一点。他指出，未来很长一段时期，汽车领域将是多种动力形式共存，其中混合动力汽车将有明显增长。而据盖世汽车研究院相关分析预测，到2025年，近9成车辆仍然配有内燃机，其中混合动力汽车将迅速增长，其在国内乘用车市场的份额在2017年仅不到1%，但经过不断攀升，到2025年这一份额将达到近30%。 

这意味着，诸如相对压力传感器 MLX90821一类的产品方案仍然面临着很大的需求。