スーパーキャパシタへの充電機能を内蔵し 業界最小の静止電流 (IQ)を維持する、 新しい昇降圧コンバータを発表

Bis zu 20 % mehr Batterielebensdauer ermöglicht der neue DC/DC-Wandler von TI in stromsparenden industriellen Anwendungen

Dallas (Texas/USA), den 3. November 2021 – Texas Instruments (TI) (Nasdaq: TXN) stellte heute einen neuen bidirektionalen Buck/Boost-Wandler mit der extrem geringen Ruhestromaufnahme (IQ) von 60 nA vor – das ist nur ein Drittel des IQ-Werts konkurrierender Boost-Wandler. Der Buck/Boost-Wandler TPS61094 verfügt über einen integrierten Buck-Modus zum Laden von Superkondensatoren unter Beibehaltung einer extrem niedrigen Ruhestromaufnahme, sodass Entwickler die Batterielebensdauer gegenüber den üblichen HLCs (Hybrid-Layer Capacitors) um bis zu 20 % verlängern können. Das Laden und Entladen von Superkondensatoren hilft beim Abfangen von Lastspitzen und bei der Backup-Stromversorgung – beides wichtig für den ununterbrochenen Betrieb batterieversorgter Anwendungen wie etwa Smart Metern, Rauchmeldern und Video-Türsprechanlagen sowie medizinischen Anwendungen. Weitere Informationen hierüber finden Sie auf www.ti.com/tps61094-pr.

Beim Design batteriebetriebener Systeme sehen sich Entwickler häufig vor die Herausforderung gestellt, dass auch im Betrieb mit geringer oder gar keiner Last ein hoher Wirkungsgrad mit einer Stromaufnahme im unteren Milliampere- oder gar im Mikroampere-Bereich gefordert wird. Die Stromversorgungen müssen die Regelung ihres Ausgangs hier auch bei einer extrem niedrigen Stromaufnahme im Nanoampere-Bereich aufrecht erhalten. Der TPS61094 vereint dabei zwei wichtige Vorzüge, die sich bisher gegenseitig ausschlossen, nämlich das einfache Design eines integrierten Buck/Boost-Wandlers und die längere Batterielebensdauer, die durch einen hohen Ausgangsstrom und einen geringen IQ-Wert ermöglicht wird. Mehr zu diesem Thema finden Sie in dem Fachartikel „3 benefits of using a low-IQ buck/boost converter to extend battery life in flow meters”.

Abfangen von Lastspitzen und Backup-Stromversorgung aus einem Superkondensator unter Wahrung einer niedrigen Ruhestromaufnahme

Heutige Designs auf der Basis von Lithiumthionylchlorid-Batterien (Li/SOCl₂) fangen Lastspitzen häufig mit HLCs ab, die jedoch teuer sind und keine optimalen Voraussetzungen für das Regeln des Ladestroms bieten. Die vom TPS61094 gebotene Kombination aus einem nur 60 nA betragenden IQ-Wert und einer Lade- und Entladefunktion für Superkondensatoren bietet Entwicklern die Möglichkeit, HLCs durch Superkondensatoren zu ersetzen, um Lastspitzen abzufangen und die Batterielebensdauer von Applikationen, die zehn Jahre oder mehr mit einer Batterie auskommen müssen, um bis zu 20 % zu verlängern. Weiterführende Informationen über die Verwendung des TPS61094 in Smart-Meter-Systemen enthält die Applikationsschrift „A long-lifetime, cost-competitive solution in smart meters based on the TPS61094”.

Ebenso kann der TPS61094 die Backup-Stromversorgung in Anwendungen übernehmen, die bei einem Stromausfall geordnet heruntergefahren werden oder eine letzte Kommunikation ausführen müssen. Hierzu finden Sie mehr in dem Fachartikel „Effective ways to implement backup power from supercapacitors”.

Doppelter Ausgangsstrom bei branchenweit niedrigstem IQ-Wert

Abgesehen davon, dass er die Batterielebensdauer verlängert, besitzt der Buck/Boost-Wandler mit der kleinsten Ruhestromaufnahme der Industrie im Boost-Betrieb einen auf 2 A begrenzten Spulenstrom. Somit kommt der TPS61094 auf den doppelten Ausgangsstrom konkurrierender Boost-Wandler.

Der höhere Ausgangsstrom erlaubt die Verwendung des TPS61094 für Funk-Standards wie etwa Narrowband Internet of Things (NB-IoT), LTE-M, Wi-SUN®, MIOTY, Bluetooth® und wireless M-Bus, und dies über einen größeren Eingangsspannungsbereich. Zum Beispiel kann der TPS61094 bei Eingangsspannungen bis 0,7 V herab einen Ausgangsstrom von mehr als 250 mA liefern.

Verringerung des Bauteileaufwands um bis zu 50 % und Vereinfachung des Designs

Typische industrielle Anwendungen wie etwa Smart Meter benötigen mehrere Bauelemente für die Backup-Stromversorgung und das Abfangen von Lastspitzen. Die Integration einer Buck-Ladefunktion und eines Boost-Wandlers in einen einzigen IC ermöglicht den Verzicht auf eine diskrete Buck-Ladeschaltung, eine Induktivität und zwei externe Kondensatoren, wodurch sich der Bauteileaufwand um 50 % verringern kann und außerdem Leiterplattenfläche eingespart wird.

Die im TPS61094 vollzogene Integration von Buck-Ladeschaltung und Boost-Wandler gibt Designern nicht zuletzt die Möglichkeit, die Abstimmung zwischen sämtlichen Funktionen problemlos zu kontrollieren, um für reibungslosere Übergänge zwischen den verschiedenen Betriebsarten zu sorgen.

Gehäuse, Verfügbarkeit und Preis

Der TPS61094 ist bei TI und autorisierten Distributoren jetzt in einem 2,0 mm x 3,0 mm messenden WSON-Gehäuse (Very Very Thin Small Outline No-Lead) mit 12 Pins verfügbar und kostet 1,20 US-Dollar (ab 1.000 Stück). Über TI.com und andere Kanäle können komplette oder mit kundenspezifischen Stückzahlen bewickelte Spulen bezogen werden. Das Evaluierungsmodul TPS61094EVM-066 wird auf TI.com für 99,- US-Dollar angeboten. Außerdem stehen auf TI.com mehrere Zahlungs- und Versandoptionen zur Wahl.

Über Texas Instruments

Texas Instruments Incorporated (Nasdaq: TXN) ist ein globales Halbleiterunternehmen. Wir entwickeln, produzieren, testen und verkaufen analoge und integrierte Halbleiter für Industrieanwendungen, die Automobilindustrie, Unterhaltungselektronik, Kommunikationstechnik sowie Unternehmenssysteme. Wir arbeiten mit Leidenschaft daran, Elektronik mithilfe von Halbleitertechnologie erschwinglich und dadurch die Welt besser zu machen. Diese Einstellung leben wir jeden Tag: Mit jedem Innovationszyklus wird unsere Technologie noch platzsparender, effizienter, zuverlässiger und erschwinglicher, sodass Halbleiter überall in der Elektronik eingesetzt werden können. Dies verstehen wir unter technischem Fortschritt, und so arbeiten wir bereits seit Jahrzehnten. Erfahren Sie mehr auf TI.com.

Marken

Alle eingetragenen Marken und anderen Marken sind Eigentum der jeweiligen Inhaber.