Nordisch Halbleiter hat kürzlich die Einführung seines ersten Energiemanagements angekündigt IC (PMIC), der „nPM1100“. Der nPM1100 verfügt über einen USB-kompatiblen Eingang Regler mit Überspannungsschutz, 400-mA-Batterieladegerät und 150-mA-DC/DC-Abwärtswandler („Buck“) Spannung Regler in einem 2.075 x 2.075 mm großen Wafer-Level-Chip-Scale-Gehäuse (WLCSP). Der PMIC gewährleistet eine zuverlässige Stromversorgung und einen stabilen Betrieb für die Multiprotokoll-System-on-Chip (SoCs) der Serien nRF52® und nRF53® von Nordic und maximiert die Batterielebensdauer der Anwendung. Das Produkt kann auch als generisches PMIC für jede Anwendung mit wiederaufladbaren Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Batterien verwendet werden. Sein äußerst kompakter Formfaktor macht es ideal für fortschrittliche Wearables, vernetzte medizinische Geräte und andere platzbeschränkte Anwendungen.
Bluetooth® Low Energy (Bluetooth LE)-Anwendungen, die auf SoCs der Serien nRF52 und nRF53 basieren und wiederaufladbare Li-Ionen-/Li-Po-Akkus verwenden, können das Batterieladegerät des nPM1100 nutzen, um die erste Reglerstufe der SoCs zu umgehen. Darüber hinaus reduziert der hohe Wirkungsgrad des Abwärtsreglers des nPM1100 bei Verwendung in dieser Konfiguration den Gesamtstromverbrauch des Systems, während seine Stromkapazität von 150 mA den für andere Systemkomponenten verfügbaren Strom von etwa 10 mA auf 100 mA erhöht.
Der nPM1100 verfügt über einen extrem niedrigen Ruhestrom (IQ) von 700 nA (typ.), der im „Schiffsmodus“ weiter auf 470 nA reduziert werden kann. Im Versandmodus wird auch die Stromabgabe deaktiviert, sodass kein externer Netzschalter erforderlich ist und die Auswirkungen auf die Batterielebensdauer auf die Produkte während des Transports minimal sind. Die Power-Management-Lösung benötigt nur 23 mm2 Leiterplattenfläche, einschließlich passiver Komponenten (bei Leistungsoptimierung sogar 27 mm2) – viel weniger als vergleichbare Konkurrenzprodukte.
Der Eingangsregler nPM1100 bezieht seinen Strom entweder über einen USB-Eingang mit 4.1 bis 6.6 V oder über einen angeschlossenen Batterieeingang mit 2.3 bis 4.35 V; Es kann der Anwendung eine ungeregelte Spannung von 3.0 bis 5.5 V bei einem Ausgangsstrom von bis zu 500 mA liefern. Der PMIC unterstützt die Erkennung von USB Standard Downstream Port (SDP), Charging Downstream Port (CDP) und Dedicated Charger Port (DCP). Der Eingangsregler verfügt über einen Überspannungsschutz für transiente Spannungsspitzen bis zu 20 V.
Das JEITA-kompatible Batterieladegerät des PMIC lädt den Li-Ion/Li-Po-Akku der Anwendung mit einem Widerstand-Wählbarer Ladestrom von 20 bis 400 mA und eine wählbare Abschlussspannung von 4.1 oder 4.2 V. Das Ladegerät verfügt über einen Batterie-Thermoschutz und eine automatische Auswahl aus drei Lademodi: Automatische Erhaltungsladung, Konstantstrom und Konstantspannung. Das Ladegerät verfügt außerdem über eine Entladestrombegrenzung.
Der hocheffiziente DC/DC-Abwärtsspannungsregler des Produkts läuft mit einem Wirkungsgrad von über 90 Prozent bis hin zu einem Laststrom von unter 100 µA. Er bezieht seinen Strom vom Eingangssystemregler und liefert bis zu 150 mA Strom bei einer wählbaren geregelten Ausgangsspannung von 1.8, 2.0, 2.7 oder 3.0 V. Der Regler verfügt über einen Sanftanlauf und einen automatischen Übergang zwischen Hysterese- und Pulsweitenmodulationsmodus (PWM). Es unterstützt auch einen erzwungenen PWM-Modus, um einen möglichst sauberen Strombetrieb zu gewährleisten.
Für den Betrieb des nPM1100 ist keine Konfigurationssoftware erforderlich, da alle Einstellungen per Pin konfigurierbar sind. Der PMIC ist mit allen Geräten kompatibel, die für den Betrieb innerhalb der Ausgangsspannungen und Versorgungsströme ausgelegt sind, die der Chip liefern kann. Der Betriebstemperaturbereich des Produkts liegt zwischen -40 und 85 °C.
„Der nPM1100 unterstreicht das Engagement von Nordic, eine Reihe von PMIC-Produkten zu etablieren. Im letzten Jahrzehnt haben wir es der Welt leicht gemacht, Dinge mit dem Internet zu verbinden, und es ist sehr sinnvoll, dass wir denselben Kunden auch dabei helfen, die Batterien in denselben Dingen aufzuladen und die Batterielebensdauer weiter zu verlängern“, sagt Geir Kjosavik , Produktmanager für die PMIC-Reihe von Nordic. „Die daraus resultierende Plattform nutzt Nordics Low-Power-Expertise durch die Kombination bewährter Lösungen Technologie Blöcke, um noch mehr Möglichkeiten zum Energiesparen zu bieten. Wir starten dies mit einem Gerät, das auf kleinere Anwendungen abzielt, indem es das Laden kleiner Batterien ermöglicht und gleichzeitig ein effizientes Energiemanagement bietet, wenn der physische Platz sehr knapp ist.“
Der nPM1100 befindet sich in der Serienproduktion und Muster sind ab sofort verfügbar.