Abwärts/Aufwärts-DC/DC-Wandler RP605

Der Abwärts/Aufwärts-DC/DC-Wandler RP605 von Nisshinbo Micro Devices mit einer einzigartigen integrierten Batteriespannungsüberwachung ermöglicht die Messung der in der Batterie verbleibenden Restladung. Er ist für den Einsatz in tragbaren Geräten (Wearables), Anwendungen für das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) und drahtlosen Kommunikationsmodulen vorgesehen, die einen geringen Stromverbrauch zur Verlängerung der Batterielebensdauer erfordern.

Die zusätzliche Batterieüberwachungsschaltung ist eines der Hauptmerkmale des RP605. Eine konventionelle Methode zur Messung der verbleibenden Batterieladung ist die Verwendung eines externen Widerstandsteilers plus MOSFET, der an einen A/D-Wandler angeschlossen ist. Die Eingangsimpedanz dieser Lösung ist jedoch typischerweise niedrig, was zu einem beträchtlichen Stromfluss zur Masse führt, wodurch die Batterie entleert und die Lebensdauer der Anwendung begrenzt wird. Der RP605 bietet eine einfache Lösung mit einem eingebauten Widerstandsteiler und Spannungsfolger als Puffer. Als Vorteil hat diese Schaltung einen wesentlich geringeren Stromfluss zur Masse und der Ausgang ist kompatibel mit der Eingangsimpedanz des A/D-Wandlers. Der Ruhestrom dieser Schaltung beträgt nur 100 nA und hat einen zusätzlichen Chip-Freigabepin (CE2) anstelle eines diskreten MOSFETs. Alle wesentlichen Komponenten für diese Schaltung sind in den Chip integriert, wodurch wertvoller Platinenplatz und Kosten reduziert werden. Auf diese Weise ist es möglich, z.B. eine einfache Ladezustandserfassung für Primärbatterien herzustellen.

Der RP605 ist besonders gut geeignet, wenn eine Versorgungsspannung erforderlich ist und sich irgendwo zwischen dem Spannungsniveau einer voll geladenen und einer voll entladenen Batterie befindet. Zu einem bestimmten Zeitpunkt schaltet der DC/DC-Wandler automatisch vom Abwärts- in den Aufwärts-Modus um, um die Einstellung der Ausgangsspannung beizubehalten. Der RP605 ist für Anwendungen konzipiert, die sich hauptsächlich im Ruhemodus befinden und periodisch aufwachen, um eine Messung durchzuführen, Daten zu übertragen und dann in den Ruhemodus zurückzukehren. Für diese Art der Anwendung sollte die Stromaufnahme im Schlafmodus so gering wie möglich bleiben. Der RP605 hat einen beeindruckend niedrigen Ruhestrom und verbraucht nur 300 nA (DC/DC-Wandlerteil), was die Batterielebensdauer verlängert oder es dem Entwickler ermöglicht, eine Batterie kleinerer Größe für die Anwendung zu wählen.

Der RP605 kann im Abwärts-Modus bis zu 300 mA liefern, während im Aufwärts-Modus der Ausgangsstrom geringer ist und im Verhältnis zum Eingangsspannungspegel steht.

Es sind mehrere Schutzschaltungen integriert, darunter eine Unterspannungsabschaltung, die den DC/DC-Wandler deaktiviert, falls die Eingangsspannung unter eine Mindestschwelle fällt. Eine Softanlauf-Schaltung steuert die Ausgangsspannung so, dass sie sanft hochfährt und ein Über- und Unterschwingen des Ausgangs während der Startphase verhindert. Die Lx-Strombegrenzungsschaltung verhindert, dass der Spitzenstrom durch die Induktivität eine bestimmte maximale Stromschwelle überschreitet. Ein Ausgangsüberspannungsschutz schaltet sowohl die P-Kanal- und N-Kanal-MOSFETs als auch den thermischen Schutz ab und deaktiviert den IC, wenn die Sperrschichttemperatur über +140 °C ansteigt.