Nordic запускает в производство миниатюрную микросхему управления питанием со сверхнизким током потребления

nPM1100 – это первая микросхема управления питанием в портфеле Nordic, объединившая в компактном корпусе WLCSP USB-совместимое устройство заряда Li-ion/Li-Po аккумуляторов и высокоэффективный понижающий DC/DC преобразователь

Nordic Semiconductor сообщила о начале производства своей первой ИС управления питанием – nPM1100. Новая микросхема сочетает в себе входной USB-совместимый стабилизатор напряжения с защитой от перенапряжений, 400-миллиамперное устройство зарядки аккумуляторов и понижающий DC/DC стабилизатор с током нагрузки до 150 мА в корпусе WLCSP с размерами 2.075 мм × 2.075 мм. Микросхема обеспечивает надёжноё питание и устойчивую работу многопротокольных систем на кристалле (СнК) компании Nordic серий nRF52 и nRF53, при этом максимально продлевая время автономной работы от аккумулятора. Устройство также может быть использовано в качестве универсальной микросхемы управления питанием для любых приложений, питающихся от литий-ионных либо литий-полимерных аккумуляторов. Исключительно малая площадь, занимаемая этой микросхемой на плате, делает ее идеальным выбором для современных портативных устройств, носимых медицинских приборов и другой миниатюрной электроники.

В устройствах на базе СнК nRF52/nRF53, использующих Bluetooth LE и питание от Li-ion или Li-Po аккумуляторов, встроенное в nPM1100 зарядное устройство позволит обойтись без входных каскадов стабилизации этих СнК. Кроме того, при использовании в такой конфигурации высокий КПД понижающего регулятора микросхемы nPM1100 снижает общее энергопотребление устройства, а его выходной ток 150 мА позволяет увеличить ток, доступный другим компонентам системы, примерно с 10 мА до 100 мА.

Сверхмалый ток потребления

Особенностью nPM1100 является сверхнизкий ток потребления 700 нА (типовое значение), который может быть дополнительно снижен до 470 нА в так называемом «транспортном режиме». В этом режиме также отключается выход микросхемы, обеспечивая минимальный разряд аккумулятора при транспортировке устройства. Законченное решение для управления питанием вместе с пассивными компонентами занимает на плате всего лишь 23 мм² площади (которая увеличивается до 27 мм² при оптимизации характеристик). Это намного меньше, чем у подобных продуктов конкурентов.

Входной регулятор микросхемы, работающий либо от входа USB с напряжением от 4.1 В до 6.6 В, либо от входа подключения батареи с напряжением от 2.3 до 4.35 В, может выдавать нестабилизированное напряжение от 3 В до 5.5 В при токе до 500 мА. Устройство поддерживает обнаружение USB портов SDP (Standard Downstream Port), CDP (Charging Downstream Port) и DCP (Dedicated Charger Port). Защищенный от перенапряжений входной регулятор выдерживает броски напряжения до 20 В.

Интегрированное зарядное устройство, удовлетворяющее требованиям ассоциации JEITA, может заряжать Li-ion/Li-Po аккумуляторы током от 20 мА до 400 мА, выбираемым с помощью одного внешнего резистора, до, также выбираемого, конечного напряжения 4.1 В или 4.2 В. Микросхема содержит цепи тепловой защиты аккумулятора и автоматического выбора из трех возможных режимов зарядки: автоматическая капельная, постоянным током и постоянным напряжением. Имеется также функция ограничения разрядного тока.

Стабилизатор напряжения с высоким КПД

Высокоэффективный понижающий DC/DC регулятор напряжения работает с КПД более 90%, начиная с токов нагрузки менее 100 мкА. Он питается от входного стабилизатора системы и обеспечивает ток нагрузки до 150 мА при дискретно выбираемых выходных напряжениях 1.8 В, 2.0 В, 2.7 В или 3.0 В. В регуляторе реализованы функции мягкого запуска и автоматического перехода между гистерезисным режимом и режимом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Поддерживается также режим принудительной ШИМ, обеспечивающий минимально возможный уровень создаваемых помех.

nPM1100 не требует программного конфигурирования, поскольку все установки задаются с помощью внешних выводов. Микросхема совместима с любыми устройствами, напряжения питания и потребляемые токи которых не превосходят ее возможностей. Диапазон рабочих температур составляет от –40 до +85 °C.

Оценочный комплект

В дополнение к новой ИС управления питанием выпущен «Оценочный комплект для nPM1100». Оценочный комплект имеет переключатели для выбора всех настроек, кнопки активации и сброса «транспортного режима», а также разъемы для подключения аккумулятора и USB. Кроме того, все выводы микросхемы подключены к внешним штыревым контактам. Когда требуется удаленное управление конфигурацией, эти контакты имеют более высокий приоритет, чем переключатели настроек. Оценочный комплект дает возможность тестировать возможности nPM1100 совместно с существующими приложениями без необходимости создания специального оборудования. Он может получать питание от USB через установленный на плате разъем micro-USB, от внешнего источника постоянного тока через штыревые контакты, а также от аккумулятора через специальный разъем или через один из штыревых контактов. Оценочный комплект может использоваться с другими комплектами разработчика, выпущенными Nordic, или для проверки совместимости микросхемы управления питанием с продуктами других компаний.

Оценочный набор для микросхемы nPM1100.

nPM1100 выпускается серийно, образцы доступны уже сейчас.