nPM2100: Rewolucja w zarządzaniu energią w urządzeniach Bluetooth LE

Firma Nordic Semiconductor przedstawia kolejne uzupełnienie grupy układów scalonych zarządzania zasilaniem (PMIC) z serii nPM. Układ scalony zarządzania zasilaniem (PMIC) nPM2100 wydłuża czas pracy poszczególnych baterii w zastosowaniach wykorzystujących baterie pierwotne (nieładowalne) poprzez zarządzanie zasobami energii za pomocą ultrasprawnego regulatora podwyższającego i szerokiej gamy funkcji oszczędzania energii. Przykładowe zastosowania urządzenia nPM2100 obejmują myszy i klawiatury bezprzewodowe, śledzenie aktywów konsumenckich, zdalne sterowanie oraz urządzenia medyczne noszone na ciele.
Według serwisu CORDIS każdego roku na całym świecie wyrzuca się 28 miliardów baterii pierwotnych a produkcja baterii pierwotnej wymaga średnio 50-krotności energii, jaka jest w niej magazynowana, co czyni ją wyjątkowo nieefektywnym źródłem energii. Co gorsza, nieefektywne zarządzanie zasilaniem powoduje marnowanie znacznej części zmagazynowanej energii, co powoduje, że wiele baterii jest wyrzucanych, zanim całkowicie się rozładują.
Regulator podwyższający urządzenia nPM2100 i unikalne funkcje oszczędzania energii – w tym pomiar poziomu naładowania ogniwa – rozwiązują problem nieefektywności zarządzania zasilaniem, zapewniając jednocześnie, że cała energia zgromadzona w baterii zostanie wykorzystana zanim ogniwo zostanie wyrzucone.
– Nie wszystkie produkty Internetu rzeczy (IoT) mogą działać w oparciu o baterie wielokrotnego ładowania lub pozyskiwanie energii z otoczenia. Oznacza to, że baterie pierwotne nie znikną w najbliższym czasie – mówi Geir Kjosavik, dyrektor produktu ds. układów scalonych zarządzania zasilaniem (PMIC) w Nordic Semiconductor. – Jednak dzięki zastosowaniu urządzenia nPM2100 projektanci będą mogli uzyskać dostęp do znacznie większej ilości energii zmagazynowanej w tych ogniwach pierwotnych, co wydłuży okres eksploatacji produktów pomiędzy wymianami baterii lub pozwoli na użycie mniejszych baterii o tym samym czasie pracy – co poskutkuje bardziej kompaktowymi, lżejszymi i tańszymi produktami.
Wysokosprawny układ scalony zarządzania zasilaniem do zastosowań bateryjnych
Urządzenie nPM2100 jest przeznaczone głównie do zastosowań bateryjnych. Przykładami obsługiwanych baterii są jedna lub dwie baterie AA/AAA/LRxx (połączone szeregowo) lub jedno ogniwo LiMnO2 3 V. Obsługiwane są również jednoogniwowe baterie pastylkowe srebrowo-tlenkowe i cynkowo-powietrzne, a także wszelkie inne baterie pierwotne, które działają w zakresie napięć wejściowych urządzenia nPM2100.
Urządzenie nPM2100 posiada regulator podwyższający o zakresie wyjściowym od 1,8 do 3,3 V, zasilany napięciem wejściowym od 0,7 do 3,4 V. Regulator może dostarczać prąd o maksymalnym natężeniu do 150 mA. Regulator zasila również przełącznik obciążenia lub regulator napięcia o niskim spadku (LDO), dostarczając prąd o natężeniu do 50 mA w zakresie wyjściowym od 0,8 do 3,0 V. Prąd spoczynkowy regulatora (IQ) wynosi 150 nA i zapewnia dochodzącą do 95% sprawność konwersji mocy przy natężeniu 50 mA i 90,5% przy 10 µA, co sprawia, że jest to jeden z najsprawniejszych współczesnych regulatorów podwyższających na rynku.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Specjalne funkcje oszczędzania energii
Układ scalony zarządzania zasilaniem (PMIC) nPM2100 posiada niskoprądowy tryb wysyłkowy, który umożliwia transport produktów z włożoną baterią. Tryb wysyłkowy obsługuje prąd uśpienia o natężeniu 35 nA z wieloma opcjami wybudzania, w tym oczekującą na opatentowanie funkcją „złam, by wybudzić”. Posiada również układ czasowy wybudzania ultraniskiej mocy, który może działać równolegle z trybem wysyłkowym, aby umożliwić wybudzanie w określonym czasie. Omawiany układ czasowy może być używany do ustawienia głębszego uśpienia niż może to zapewnić wyłączenie zasilania układu SoC lub mikrokontrolera MCU. Całkowity pobór prądu urządzenia nPM2100 w trybie hibernacji jest mniejszy niż 200 nA.
Miernik naładowania oparty na napięciu i temperaturze działający na mikroprocesorze hosta pozwala również na dokładniejsze pomiary poziomu naładowania baterii i zapewnia użytkownikom pewny dostęp do całej energii w baterii.
Ultrakompaktowe obudowy i dostępność
Próbki urządzenia nPM2100 są już dostępne w kompaktowych obudowach WLCSP o wymiarach 1,9 x 1,9 mm oraz uniwersalnej obudowie QFN 4 x 4 mm, a pełna produkcja seryjna urządzenia nPM2100 przewidywana jest na pierwszą połowę 2025 roku. Więcej informacji w przypadku zainteresowania można uzyskać, kontaktując się z lokalnym przedstawicielem handlowym firmy Nordic.
Źródło: Nordic Semiconductor