1. PMIC - Batteriemanagement von Nordic Semiconductor

Nordic Semiconductor hat am 27. Mai 2021 die Markteinführung Ihres allerersten Power-Management-Integrierten-Schaltkreises (PMIC - Batteriemanagement) angekündigt:

NPM1100-CAAA-R mit maximal 7000 Stück als Gurt auf Rolle-Standardverpackung

NPM1100-CAAA-R7 mit maximal 1500 Stück als Gurt auf Rolle-Standardverpackung

Der nPM1100 kombiniert einen USB-kompatiblen Eingangsregler mit Überspannungsschutz, einen 400mA-Batterielader und einen 150mA-DC/DC-Abwärtsspannungsregler (“Buck”) in einem 2,075 x 2,075mm großen Wafer-Level-Chip-Scale-Gehäuse (WLCSP) – kleiner als ein Streichholzkopf.

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Dieser PMIC gewährleistet eine zuverlässige Stromversorgung und einen stabilen Betrieb für die Multiprotokoll Systems-on-Chip (SoCs) der Highrunner-Serien nRF52®:

NRF52811-CAAA-R7

NRF52811-QFAA-R

NRF52832-QFAA-R

Diese maximieren die Lebensdauer der Anwendungsbatterie.

Es ist aber auch möglich diese als generische PMIC‘s für viele weitere Anwendungen einzusetzen, die wiederaufladbare Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Batterien verwenden.

Der extrem kompakte Formfaktor macht sie ideal für moderne Wearables, vernetzte medizinische Geräte und andere Anwendungen mit sehr begrenztem Platzangebot.

Bluetooth® Low Energy (Bluetooth LE) Anwendungen, die auf SoCs der Serien nRF52 und nRF53 basieren und wiederaufladbare Li-Ionen/Li-Po-Batterien verwenden, können die Vorteile dieses Batterieladegeräts genauso nutzen, um die erste Reglerstufe der SoCs zu umgehen.

Darüber hinaus reduziert der hohe Wirkungsgrad des Abwärtsreglers des nPM1100 in dieser Konfiguration die Gesamtleistungsaufnahme des Systems, während seine 150mA-Stromfähigkeit den für andere Systemkomponenten verfügbaren Strom von etwa 10mA auf 100mA erhöht.

Der neue PMIC wird vom ‘nPM1100 Evaluation Kit’ begleitet:

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Evaluierungs- und Demonstrationsboards und -kits

Das Evaluation Kit (EK) enthält Schalter für alle wählbaren Einstellungen, Taster zum Betreten und Verlassen des Verschiffungsmodus sowie Anschlüsse für Batterien, USB und Header für alle Pins des PMIC.

Mit dem EK können die Fähigkeiten des nPM1100 PMIC mit bestehenden Anwendungen getestet werden, ohne daß eine eigene Hardware erstellt werden muß.

Der EK kann über den On-Board Micro-USB-Port, über eine externe DC-Stromversorgung via Header-Pins oder über die Batterieanschlüsse an einem der Header mit Strom versorgt werden.

Der EK ist für die Verwendung mit anderen Nordic Development Kits (DKs) oder zum Testen der PMIC-Funktionalität mit HF-Transceiver-ICs Produkten von anderen Halbleiter- und/oder Modul und Modem-Herstellern vorgesehen:

HF-Transceiver - Module und Modems

Nordic präsentierte am 9. Juni 2021 zusätzlich ein Webinar in Englischer Sprache zum neuen nPM1100, das Ingenieure und andere Interessenten mit dem Produkt weiter vertraut gemacht hat und die Aufzeichnung ist immernoch verfügbar:

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About nPM1100

About nPM1100 EK

Es gibt inzwischen noch eine nwp_040 Application Note auf dem infocenter.nordicsemi.com in dem einige feste Drosselspulen in Verbindung mit dem nPM1100 und der nRF5x Serie empfohlen werden:

Manufacturer Model number Size
(inch/metric)
Height
(mm)
DCR
(mΩ)
Comment
Taiyo Yuden MBKK1608T2R2M 0603/1608 1 345 Small footprint
Murata DFE201210U-2R2M=P2 0805/2012 1 228 Good performance
Samsung Electro-Mechanics CIGT201610EH2R2MNE 0806/2016 1 87 Best performance
Samsung Electro-Mechanics CIGT252008LM2R2MNE 1008/2520 0.8 97 Good performance,
inexpensive

DCR – Direct Current Resistance

Manufacturer Model number Size
(metric)
PWM
efficiency
at 150 mA
Hysteretic
efficiency
at 1 mA
Murata DFE201210U-2R2M=P2 2012 91.017 91.358
Samsung CIGT201610EH2R2MNE 2016 91.290 91.218
Samsung CIGT252008LM2R2MNE 2520 91.158 90.663
TDK VLS201610HBX-2R2M-1 2016 91.068 90.646
Taiyo Yuden MDKK1616T2R2MM 1616 90.677 90.583
TDK TFM201610ALMA2R2MTAA 2016 90.924 90.513
TDK MLP2016H2R2MT0S1 2016 91.139 90.392
Würth 74479275222 2012 90.793 90.336
TDK MLP2012V2R2MT0S1 2012 90.613 90.096
TDK MLZ2012M2R2HT000 2012 91.137 90.053
TDK MLP2012H2R2MT0S1 2012 90.916 89.848
TDK MLP2012H2R2MT0S1 2012 90.339 89.726
Taiyo Yuden MBKK1608T2R2M 1608 89.615 88.775
Murata LQM21PN2R2MCAD 2012 90.384 88.719
Murata LQM21PN2R2MEHD 2012 90.311 88.561
Murata LQM18PN2R2MGHD 1608 90.096 87.980
TDK MLZ2012A2R2WT000 2012 89.903 87.725
Würth 74479763222 1608 89.369 87.531
Murata LQM18PN2R2MDHD 1608 88.900 86.430
TDK MLZ1608A2R2WT000 1608 87.797 86.132
Murata LQM18PN2R2NC0L 1608 87.170 86.011
Murata LQM21PN2R2MC0D 2012 88.092 85.460
Taiyo Yuden BRL1608T2R2M 1608 87.135 84.584
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