Nordic Halfgeleider heeft onlangs de lancering aangekondigd van zijn eerste energiebeheer IC (PMIC), de 'nPM1100'. De nPM1100 combineert een USB-compatibele ingang regelaar met overspanningsbeveiliging, 400mA acculader en 150mA DC/DC step-down (“buck”) spanning regelaar in een 2.075 x 2.075 mm wafer level chip scale package (WLCSP). De PMIC zorgt voor een betrouwbare stroomvoorziening en stabiele werking voor Nordic's nRF52® en nRF53® Series multiprotocol Systems-on-Chip (SoC's) en maximaliseert de levensduur van de applicatiebatterij. Het product kan ook worden gebruikt als een generieke PMIC voor elke toepassing met oplaadbare lithium-ion- of lithium-polymeerbatterijen. De extreem compacte vormfactor maakt hem ideaal voor geavanceerde wearables, aangesloten medische apparaten en andere toepassingen met beperkte ruimte.
Bluetooth® Low Energy-toepassingen (Bluetooth LE) op basis van SoC's uit de nRF52- en nRF53-serie en die oplaadbare Li-ion/Li-Po-batterijen gebruiken, kunnen profiteren van de batterijlader van de nPM1100 om de eerste regeltrap van de SoC's te omzeilen. Bovendien vermindert het hoge rendement van de buck-regelaar van de nPM1100 bij gebruik in deze configuratie het totale stroomverbruik van het systeem, terwijl de stroomcapaciteit van 150 mA de beschikbare stroom voor andere systeemcomponenten verhoogt van ongeveer 10 mA tot 100 mA.
De nPM1100 heeft een ultra-lage ruststroom (IQ) van 700 nA (typ.) die verder kan worden teruggebracht tot 470 nA in "scheepsmodus". De verzendmodus schakelt ook het uitgangsvermogen uit, waardoor er geen externe aan/uit-schakelaar nodig is en de levensduur van de batterij minimaal is voor producten die onderweg zijn. De energiebeheeroplossing neemt slechts 23 mm2 PCB-oppervlak in beslag, inclusief passieve componenten (oplopend tot 27 mm2 wanneer geoptimaliseerd voor prestaties) - veel minder dan vergelijkbare concurrerende producten.
De nPM1100-ingangsregelaar haalt zijn stroom uit een 4.1 tot 6.6 V USB-ingang of van een 2.3 tot 4.35 V aangesloten batterij-ingang; het kan een ongereguleerde spanning van 3.0 tot 5.5 V aan de toepassing leveren met een uitgangsstroom van maximaal 500 mA. De PMIC ondersteunt USB Standard Downstream Port (SDP), Charging Downstream Port (CDP) en Dedicated Charger Port (DCP) detectie. De ingangsregelaar is voorzien van een overspanningsbeveiliging voor tijdelijke spanningspieken tot 20V.
De JEITA-compatibele batterijlader van de PMIC zal de Li-ion/Li-Po-batterij van de toepassing opladen met een Weerstand-selecteerbare laadstroom van 20 tot 400mA en een selecteerbare afsluitspanning van 4.1 of 4.2V. De lader bevat thermische beveiliging van de batterij en automatische selectie uit drie oplaadmodi: automatisch druppelen, constante stroom en constante spanning. De lader heeft ook een ontlaadstroombegrenzing.
De zeer efficiënte DC/DC buck-spanningsregelaar van het product werkt met een efficiëntie van meer dan 90 procent tot een belastingsstroom van minder dan 100 µA. Hij haalt zijn stroom uit de regelaar van het ingangssysteem en levert tot 150 mA stroom bij een selecteerbare 1.8, 2.0, 2.7 of 3.0 V gereguleerde uitgangsspanning. De regelaar heeft een zachte opstart en automatische overgang tussen hysteretische en pulsbreedtemodulatie (PWM) modi. Het ondersteunt ook een geforceerde PWM-modus om de schoonst mogelijke stroomvoorziening te garanderen.
De nPM1100 heeft geen configuratiesoftware nodig om te werken, aangezien alle instellingen met een pin kunnen worden geconfigureerd. De PMIC is compatibel met alle apparaten die zijn ontworpen om te werken binnen de uitgangsspanningen en voedingsstromen die de chip kan leveren. De bedrijfstemperatuur van het product is -40 tot 85˚C.
“De nPM1100 markeert de toewijding van Nordic aan het opzetten van een lijn PMIC-producten. De afgelopen tien jaar hebben we het de wereld gemakkelijk gemaakt om dingen met internet te verbinden en het is heel logisch dat we dezelfde klanten ook helpen de batterijen van dezelfde dingen op te laden en de levensduur van de batterij verder te verlengen”, zegt Geir Kjosavik , Productmanager voor het PMIC-assortiment van Nordic. “Het resulterende platform maakt gebruik van de expertise van Nordic op het gebied van laag vermogen door beproefde oplossingen te combineren technologie blokken om nog meer manieren te bieden om energie te besparen. We trappen dit af met een apparaat dat zich richt op de kleinere toepassingen door het opladen van kleine batterijen mogelijk te maken en tegelijkertijd efficiënt energiebeheer te bieden waar fysieke ruimte echt van belang is.”
De nPM1100 is in volumeproductie en er zijn nu monsters beschikbaar.