Добро пожаловать в Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.

10 февраля 2025 г. - Компания Nordic Semiconductor, мировой лидер в области решений для беспроводной связи с низким энергопотреблением, объявила о пополнении семейства интегральных схем управления питанием nPM (PMIC). nPM2100 PMIC увеличивают время работы каждой батареи в приложениях с одноразовыми первичными (неперезаряжаемыми) аккумуляторами за счет управления энергетическим ресурсом с помощью сверхвысокоэффективного повышающего регулятора и различных функций энергосбережения. Примеры применения nPM2100 включают беспроводные мыши и клавиатуры, отслеживание потребительских активов, дистанционное управление и медицинские устройства, работающие на ходу.

По данным CORDIS, ежегодно в мире выбрасывается 28 миллиардов первичных батарей [1], а для изготовления первичной батареи требуется в среднем в 50 раз больше энергии, чем для ее хранения, что делает первичные батареи крайне неэффективным источником энергии [2]. Еще хуже то, что при неэффективном управлении питанием тратится значительное количество накопленной энергии, в результате чего многие батареи выбрасываются до того, как они полностью разряжены. Повышающий регулятор nPM2100 и уникальные функции энергосбережения, включая измерение мощности первичной батареи, решают проблему неэффективности управления питанием, гарантируя, что вся накопленная батареей энергия будет использована до того, как батарея будет выброшена.

Продукция PMIC компании Nordic играет важную роль в постоянном стремлении компании предоставлять клиентам решения IoT с минимальным энергопотреблением, - говорит Кьетиль Холстад, исполнительный вице-президент по стратегии и управлению продуктами Nordic Semiconductor. Мы рады расширить нашу линейку PMIC первым PMIC для первичных батарей, который обеспечивает уникальную функцию энергосбережения для неперезаряжаемых продуктов». Этот продукт является свидетельством технического совершенства нашей команды инженеров».

Гейр Кьосавик, директор по продукции PMIC в Nordic Semiconductor, сказал: «Не все IoT-продукты могут работать от перезаряжаемых батарей или собирать энергию. Это означает, что первичные батареи в ближайшее время никуда не денутся». Однако, используя nPM2100, разработчики смогут получить доступ к большей части энергии, хранящейся в этих первичных батареях, чтобы продлить срок службы изделия или использовать батареи меньшего размера при том же сроке службы, что приведет к созданию более компактных, легких и дешевых изделий».

Управление питанием для SoC и MCU

nPM2100 управляет питанием маломощных систем-на-кристалле (SoC) или микроконтроллеров (MCU), таких как передовые беспроводные многопротокольные продукты Nordic серий nRF52, nRF53 и nRF54. PMIC nPM2100 оптимизированы для максимальной эффективности и компактных размеров и могут быть настроены через I2C-совместимый двухпроводной интерфейс (TWI). Интерфейс позволяет легко настроить ряд дополнительных функций, включая транспортный режим и точное измерение уровня заряда батареи. nPM2100 также оснащен двумя GPIO, которые можно использовать для направления линии управления на критически важные по времени функции управления в качестве альтернативы последовательной связи.

nPM2100 в первую очередь ориентирован на применение в первичных батареях. Поддерживаются одна или две батареи AA/AAA/LRxx (последовательно) или одна литий-марганцевая батарея 3 В. Кроме того, поддерживаются одиночные или двойные оксидно-серебряные и цинково-воздушные кнопочные элементы, а также любые другие первичные батареи, работающие в диапазоне входного напряжения nPM2100.

nPM2100 оснащен повышающим регулятором с выходным диапазоном от 1,8 до 3,3 В, питающимся от входного диапазона от 0,7 до 3,4 В. nPM2100 может обеспечить выходное напряжение до 150 мА. Регулятор может обеспечить максимальный ток до 150 мА. Регулятор также может питать нагрузочный переключатель/LDO с диапазоном выходного напряжения от 0,8 до 3,0 В и максимальным током 50 мА. При токе покоя (IQ) 150 нА и коэффициенте преобразования мощности до 95% при 50 мА и 90,5% при 10 мкА регулятор имеет один из самых высоких показателей среди всех современных повышающих регуляторов, представленных на рынке.

Режим переноса низкого тока и спящий режим

Микросхема nPM2100 PMIC имеет слаботочный транспортный режим, который позволяет транспортировать устройство со вставленным аккумулятором. Режим транспортировки поддерживает ток спящего режима 35 нА и различные варианты пробуждения, включая запатентованную функцию Wake-on-Break. Эта функция позволяет устройству, не требующему нажатия кнопки, пробуждаться из транспортного режима при разрыве электрического соединения.

PMIC также оснащена таймером пробуждения со сверхнизким энергопотреблением, который может работать одновременно с транспортным режимом для пробуждения по времени. Этот таймер может использоваться для более глубоких настроек спящего режима, чем функция отключения питания SoC или MCU. nPM2100 потребляет менее 200 нА общего тока в спящем режиме. Такое низкое потребление тока может продлить срок службы батареи в три раза в приложениях, которые используют спорадические маломощные передачи Bluetooth, например, датчики в сенсорных сетях.

Для беспроводной SoC Nordic с самым низким энергопотреблением (nRF54L15) ожидаемое увеличение времени автономной работы в спящем режиме nPM2100 по сравнению с SoC, использующей режим ожидания с минимальным энергопотреблением, который периодически просыпается для осуществления Bluetooth-трансляций, приведено ниже:

2,5-минутный интервал пробуждения: на 25 % больше времени автономной работы

4-минутный интервал пробуждения: на 50 % больше времени автономной работы

9-минутный интервал пробуждения: удвоение времени автономной работы

60-минутный интервал пробуждения: тройное время автономной работы

Точное измерение мощности на основе алгоритмов

nPM2100 поддерживает точное измерение мощности на основе алгоритмов, что нечасто встречается в PMIC для первичных батарей. Обычные методы оценки оставшейся мощности, включая измерение напряжения батареи и использование таблиц поиска на основе кривой разряда для оценки оставшейся мощности, являются неточными и часто приводят к тому, что конечные пользователи заменяют батареи до того, как они разрядились, или, что еще хуже, к случайному разряду батареи. В отличие от этого, nPM2100 поддерживает измерители мощности на основе напряжения и температуры, которые работают на главном микропроцессоре, обеспечивая более точные измерения мощности батареи и давая пользователям уверенность в том, что в их батареях есть весь запас энергии. Программный измеритель мощности создает минимальную дополнительную нагрузку на батарею.  

Сверхкомпактный корпус и удобство использования

nPM2100 доступен для пробного выпуска в компактном корпусе WLCSP размером 1,9 x 1,9 мм и универсальном корпусе QFN размером 4 x 4 мм. Ожидается, что серийное производство nPM2100 начнется в первой половине 2025 года.