Nordic führt hochintegriertes PMIC ein

May 26, 2023

Nordic Semiconductor hat einen PMIC mit zwei Abwärtswandlern, zwei LDOs und integrierter Batterieladung auf den Markt gebracht.

Der nPM1300 ist für batteriebetriebene Anwendungen geeignet. Es reduziert die Stückliste eines Endprodukts, indem es Schaltkreise, die normalerweise fünf oder mehr diskrete Komponenten erfordern, in einem einzigen Chip kombiniert.

Begleitet wird die Markteinführung von der Einführung des nPM1300 Evaluation Kit (EK) und der nPM PowerUP PC-App.

Der EK und die App behaupten, es Entwicklern einfach zu machen, den nPM1300 PMIC zu evaluieren, zu konfigurieren und zu implementieren, ohne Code schreiben zu müssen.

Der PMIC bietet außerdem Systemverwaltungsfunktionen und Kraftstoffanzeige für drahtlose Anwendungen mit geringem Stromverbrauch.

Die auf Algorithmen basierende Tankanzeigefunktion des nPM1300 nutzt Spannungs-, Strom- und Temperaturüberwachung für eine höhere Genauigkeit als spannungsbasierte Tankanzeigen, während der Eigenstromverbrauch des PMIC erheblich niedriger bleibt als bei Tankanzeigen vom Coulomb-Zählertyp.

Nordic behauptet, das erste Unternehmen zu sein, das dieses Gleichgewicht zwischen Genauigkeit und geringem Stromverbrauch erreicht hat.

Der PMIC eignet sich zum Batterieladen für Anwendungen, die auf dem nRF9160 SiP für Mobilfunk-IoT basieren, indem der ungeregelte Ausgang des PMIC zur Stromversorgung der internen Abwärtsregler des nRF9160 verwendet wird.

Der PMIC ist über eine I2C-kompatible Zweidrahtschnittstelle (TWI) konfigurierbar. Diese Schnittstelle ermöglicht den Zugriff auf die Konfiguration einer Reihe erweiterter Systemverwaltungsfunktionen, einschließlich integrierter Hard-Reset-Funktionalität über eine oder zwei Tasten, genaue Batteriestandsanzeige, Watchdog auf Systemebene, Warnung bei Stromausfall und Wiederherstellung nach fehlgeschlagenem Start.

Diese Funktionen werden in herkömmlichen Designs typischerweise als diskrete Komponenten implementiert, beim nPM1300 sind sie jedoch als On-Chip-Funktionen vorhanden.

Der nPM1300 PMIC wird entweder mit einer externen Stromversorgung von 4,0 bis 5,5 V oder einer Batteriespannung von bis zu 2,4 V betrieben.

Zwei Stromschienen werden durch separate DC/DC-Abwärtswandler geregelt, die zwischen 1,0 und 3,3 V und bis zu 200 mA Maximalstrom konfigurierbar sind. Die anderen beiden Stromschienen fungieren als Lastschalter – sie schalten Ströme von bis zu 100 mA aus externen Quellen – können aber auch als LDOs fungieren, wenn sie direkt vom nPM1300 mit Strom versorgt werden.

Beim Betrieb als LDOs sind diese Stromschienenausgänge zwischen 1,0 und 3,3 V mit einem maximalen Ausgangsstrom von 50 mA konfigurierbar. Die ungeregelte Eingangsspannung steht auch als Ausgang des nPM1300 zur Verfügung.

Der nPM1300 lädt einzellige Li-Ion-, Li-Poly- und LiFePO4-Akkus mit einem linearen Lademodul, das einen Ladestrom von bis zu 800 mA und eine programmierbare Abschlussspannung von 3,5 bis 4,45 V unterstützt. Das Batterieladegerät verfügt über eine automatische Wärmeregulierung mit programmierbarer maximaler Chiptemperatur während des Ladevorgangs.

Der PMIC verfügt außerdem über: USB-Port-Erkennung mit automatischer Strombegrenzung von 100 mA oder 500 mA über Standard-USB oder bis zu 1500 mA über USB-C; dynamisches Energiepfad-Management, das automatisch auf Batteriebetrieb umschaltet, wenn die Netzstromversorgung unterbrochen wird; und einen extrem stromsparenden Schiffs- und Ruhezustandsmodus mit programmierbarem Wecktimer.

Der PMIC verfügt außerdem über drei LED-Treiber und fünf GPIOs, die umfunktioniert werden können, um Steuerleitungen als Alternative zu seriellen Befehlen an zeitkritische Steuerfunktionen zu leiten.

Zu den Anwendungsbeispielen für den nPM1300 gehören fortschrittliche Wearables und tragbare medizinische Anwendungen.

Der nPM1300 EK erleichtert Entwicklern die Evaluierung und Konfiguration des PMIC, ohne dass dafür Programmieraufwand erforderlich ist. Durch die Verbindung des EK mit der nPM PowerUP-App in nRF Connect for Desktop (plattformübergreifende Entwicklungssoftware für nordische Produkte) können die Einstellungen des nPM1300 über eine GUI konfiguriert werden.

Die Konfiguration kann dann auf den SoC oder Mikrocontroller portiert werden, der für die IoT-Anwendung verwendet wird.

Der EK verfügt über zwei USB-C-Anschlüsse für Daten- und Stromanschlüsse, JST-Batterieanschlüsse für Batterien mit oder ohne internen NTC-Thermistor und männliche Stiftleisten für den Zugriff auf alle Anschlüsse des nPM1300.

Die drei LEDs und vier Drucktasten des EK können auch zur Evaluierung der GPIO- und LED-Treiberfunktionalität des PMIC verwendet werden.

Der nPM1300 EK ist ab sofort über die Vertriebspartner von Nordic erhältlich. Der nPM1300 PMIC in QFN- und CSP-Gehäusen wird im Oktober 2023 für die Massenproduktion verfügbar sein. Muster sind über den Nordic-Vertrieb erhältlich.