配電を目的としたMenlo Micro、「最高の」パワーMEMSスイッチをデビュー

あらゆるものの電化がEV充電器、ソーラーパネルエレクトロニクス、産業オートメーションなどの急成長市場に移行する中、古い配電方法では対応できなくなっています。 そのニーズに応え、Menlo Micro は本日、小型 5 mm x 5 mm 表面実装パッケージで 10 A を処理できる、業界初の MEMS (微小電気機械システム) パワー スイッチをリリースしました。

同社は、MM9200 が 10 mΩ という極めて低い接触抵抗を実現し、世界で最も損失が低く、最大電力対応の MEMS スイッチであると主張しています。

この記事では、MM9200 MEMS スイッチがエンジニア向けに解決する問題の概要を説明し、デバイスの詳細を検証し、Menlo Micro の共同創設者兼マーケティング担当シニアバイスプレジデントである Chris Giovanniello へのインタビューからの視点を共有します。

今日の高度なエレクトロニクス技術の世界においてさえ、今日の配電の少なくとも 80% は依然として昔ながらの機械式リレー (100 年以上変わっていない技術) で行われているとジョバニエロ氏は指摘します。

「金属と金属の接触があるため、電気的な観点からは非常に優れています」とジョバニエッロ氏は言います。「しかし、メカニカルリレーのフォームファクターは大きく、寿命が問題になります。摩耗して交換しなければならないまでに、数千回動作するだけです。」 このような状況は、電力負荷を常に管理する必要がある将来の世界の電化を伴う今日の傾向では受け入れられません。

「物事のオンとオフを切り替えられるようにしたいと考えています。物事に何が起こっているかを監視し、負荷に応じて制御できるようにしたいと考えています。そして、1990 年代に発明された機械式リレー技術では、これらすべてを行うことはできません。 1890年代。」

一方、これらの機械式リレーを半導体ベースのソリッドステートリレーに置き換える動きがありますが、それには独自の限界があります。 半導体を利用する場合の問題は、半導体が定義上「導体」であることです。「これらの用途に半導体を使用すると、大量の熱が放散されます。」とジョバニエロ氏は言います。

これらすべてを念頭に置いて、Menlo Micro は MM9200 を使用して、配電と制御のための高度な機能、小型化、および信頼性を組み合わせるという課題を解決しようとしているが、効率を失うという代償を払うことなくそれを達成している、と Giovanniello 氏は述べています。 メカニカルリレーは、ヒートシンクなどの大型の熱管理方法を使用する必要があります。 対照的に、Menlo Micro のアプローチは、そもそも熱を発生させないことです。

MM9200 は、Menlo Micro の Ideal Switch テクノロジーに基づいています。 同社は今年初め、RF スイッチングを目的とした Ideal Switch テクノロジーを使用したデバイス MM5140 を発表しました。 同社によれば、Ideal Switch のスケーラブルな設計とプロセス技術により、通常、数十億のスイッチング サイクルにおいて極めて優れた機械的耐久性が実現されます。 これは従来の電気機械式リレーよりも1,000倍優れた寿命であると同社は述べています。

Giovanniello 氏は、この信頼性とアークフリー機能を組み合わせることで、計画外のメンテナンスと交換のコストを削減できると述べています。 このデバイスの作動速度は 10 µs で、電気機械式の代替品よりも 1,000 倍以上高速です。 同社のサイトにあるアニメーションでは、「Ideal Switch for Power」テクノロジーがどのように機能するかを示しています。

Giovanniello 氏によると、MM9200 は、キロワットの電力をサポートする 400 以上の個別のスイッチを小型の表面実装パッケージに統合しているため、新境地を開拓しました。 同社の他の Ideal Switch 製品と同様に、MM9200 は金属同士の接触を利用します。 これらにより、ソリッドステート デバイスと比較して損失と電力消費が 90% 以上削減される、と Giovanniello 氏は言います。 詳細については、MM9200 データシートを参照してください。

MM9200 の主な機能は次のとおりです。

MM9200 は MOSFET スイッチの代替品でもあります。 MOSFET とは対照的に、MM9200 は電気機械式リレーと同様に、接点間の双方向電流をサポートします。 同社によれば、内部デュアルゲートは共通の「GATE」ピンを介して制御され、スイッチをオンにするには「MIDPOINT」ピンに関連するゲートバイアス電圧が必要だという。 エンジニアは、複数の MM9200 デバイスを直列に接続して電圧を増加したり、並列に接続して電流定格を増加したりできます。

MM9200 のような製品が不可欠なアプリケーションは、最も注目を集めている新興成長市場の一部に当てはまります。 EV 充電ステーション、スマート パワー グリッド システム、太陽エネルギー インバーターなどのシステムはすべて、高電流、高電圧の配電を必要とします。 おそらく MM9200 は、信頼性が高く寿命の長いフォームファクタで、そのようなシステム設計に対するソリューションを提供できるでしょう。

Menlo Micro の CTO Chris Keimel は、今年初めに Moore's Lobby ポッドキャストのゲストでした。