Abwärts-DC/DC-Wandler R1801

Der Abwärts-DC/DC-Wandler R1801 von Nisshinbo Micro Devices wurde für den Einsatz im IoT-Ökosystem (Internet der Dinge) durch die Gewinnung von Energie aus photovoltaischen oder piezoelektrischen Zellen entwickelt. Er wird zur Stromversorgung kleiner Komponenten in Anwendungen wie drahtlose Sensoren, Haus- und Gebäudeautomatisierung, Fernüberwachung, Anwesenheitserfassung und Steuerung von Industrieanlagen sowie von Wearables und Fitness-Sensoren verwendet.

Der R1801 macht aus kleinen energieautonomen Komponenten umweltfreundliche Geräte, indem er den Verbrauch von Primärbatterien reduziert und gleichzeitig die Auswirkungen der Kosten für Verkabelung und Wartung zum regelmäßigen Austausch der Batterien eliminiert. Eine große Anzahl dieser Komponenten kann in Umgebungen wie Büros, Gebäuden, Hotels, Industrieanlagen, Flughäfen, Einkaufszentren, Fernüberwachungsinfrastrukturen und tragbaren Fitness-/Gesundheitsgeräten eingesetzt werden.

Der DC/DC-Wandler wandelt Energie um und speichert sie in Batterie- oder Superkondensator-Speicherelementen. Ein extrem niedriger Ruhestrom von 200 nA ermöglicht den Einsatz des Harvester-Schaltkreises auch in einer schwach beleuchteten Umgebung, wenn das erzeugte Energieniveau moderat ist. Sobald auf der Eingangsseite genügend Energie zur Verfügung steht, wird der Abwärts-DC/DC-Wandler in die Lage versetzt, Energie vom Eingang zum Ausgang zu übertragen, bis die Energie unter einen Schwellenwert fällt. Dieser Vorgang wiederholt sich und erhöht die Spannung im Energiespeicher, bis der erforderliche Pegel erreicht ist.

Der weiterentwickelte R1801 verfügt über einige zusätzliche Merkmale wie eine einstellbare Maximalleistungspunktregelung und eine einstellbare Ausgangsspannung, die es ermöglichen, die Leistung des elektrischen Schaltkreises in Kombination mit dem gewählten Harvestertyp zu optimieren. Der Pegel wird in einem 100-mV-Schritt durch die binäre Einstellung von drei Eingängen gesteuert und hat einen Bereich von ±300 mV.

Ein Power-Good-Ausgang ist vorhanden, um ein logisches Signal zu liefern, sobald die Ausgangsspannung einen bestimmten Pegel erreicht, und kann verwendet werden, um zusätzliche Schaltungen für den Betrieb freizugeben. Die zum Starten des ICs erforderliche Mindestleistung beträgt 1 µW und der Spitzenwirkungsgrad liegt bei etwa 80 % bei 10 µA Ausgangsstrom. Eine Rückstrom-Schutzschaltung wird ausgelöst, wenn die Eingangsspannung unter die Ausgangsspannung abfällt, wodurch ein Stromfluss von Ausgang zu Eingang verhindert wird, sobald die Energy-Harvesting-Zelle keine Energie mehr liefert. Der R1801 ist in einem DFN(PLP)-2730-12-Gehäuse erhältlich.