Pierwsze na rynku układy zarządzania energią do baterii zegarkowych

Nexperia prezentuje pierwsze na rynku układy zarządzania energią do baterii zegarkowych, pozwalające wydłużyć ich żywotność i zwiększyć energię wyjściową (power boost) przy pracy impulsowej.

Litowe baterie zegarkowe CR2032 i CR2025 ze względu na dużą gęstość energii i długą żywotność są powszechnie stosowane w aplikacjach o małym poborze mocy, w tym korzystających z komunikacji bezprzewodowej Wi-Fi, LoRa, Sigfox, Zigbee, LTE-M1 i NB-IoT. Jednak stosunkowo duża rezystancja wewnętrzna i mała szybkość zachodzenia reakcji chemicznych, zmniejszają użyteczną pojemność baterii w warunkach obciążenia pulsacyjnego. Aby wyeliminować to ograniczenie, firma Nexperia opracowała układy zarządzania energią serii NBM7100 i NBM5100, wyposażone w dwa stopnie konwersji DC/DC oraz inteligentny algorytm uczenia się. W pierwszym etapie konwersji energia jest powolnie przesyłana z baterii do pojemnościowego elementu magazynującego. W drugim etapie zmagazynowana energia jest wykorzystywana do wytwarzania impulsów, których napięcie może być programowane w zakresie od 1,8 do 3,6 V, a maksymalne natężenie prądu osiąga 200 mA. Inteligentny algorytm uczenia monitoruje energię zużywaną podczas powtarzających się cykli impulsów oddawanych do obciążenia i optymalizuje pracę pierwszego konwertera DC-DC, aby zminimalizować resztkowy ładunek w kondensatorze. Gdy nie są wykonywane cykle konwersji energii (stan czuwania), oba układy pobierają prąd o natężeniu mniejszym od 50 nA.

NBM7100 i NBM5100 są przeznaczone do pracy w temperaturze otoczenia od -40 do +85°C, dzięki czemu nadają się do zastosowań komercyjnych i przemysłowych. Oferują funkcję ostrzegania systemu o zbliżającym się całkowitym rozładowaniu baterii. Ponadto, funkcja ochrony przed spadkiem napięcia (brownout protection) wstrzymuje ładowanie kondensatora magazynującego, gdy akumulator zbliża się do końca okresu eksploatacji.

NBM7100 i NBM5100 pozwalają wydłużyć żywotność typowej litowej baterii zegarkowej nawet 10-krotnie przy jednoczesnym zwiększeniu nawet 25-krotnie szczytowego prądu wyjściowego. Pozwala to na zastosowania w wielu rodzajach urządzeń elektronicznych, w których dotychczas jedynym realnym źródłem zasilania były baterie AA lub AAA.

Układy serii NBMx100 występują w 4 wersjach różniących się rodzajem interfejsu (SPI lub I²C), opcjonalną funkcją autostartu oraz maksymalnym natężeniem prądu wyjściowego i maksymalnym napięciem kondensatora magazynującego. Ponadto, warianty NBM5100A/B zawierają wyprowadzenie do równoważenia napięć, pozwalające na zastosowania w aplikacjach opartych na superkondensatorach.