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DC/DC-Wandler mit 300 nA Ruhestrom für tragbare Geräte und IoT

| Redakteur: Johann Wiesböck

Zwei VFM-Mode-DC/DC-Abwärtswandler für tragbare Geräten und Anwendungen für das Internet der Dinge stellt Ricoh Electronic Devices aus Japan vor. Zielanwendungen sind tragbare Geräte und IoT-Applikationen.

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Die DC/DC-Wandler funktionieren in einem VFM-Modus, der einen Wirkungsgrad im Bereich von 95 % ermöglicht
Die DC/DC-Wandler funktionieren in einem VFM-Modus, der einen Wirkungsgrad im Bereich von 95 % ermöglicht
(Bild: Ricoh)

Die DC/DC-Abwärtswandler RP511 und RP512 von Ricoh (im Vertrieb bei Macnica) zielen auf Anwendungen, die eine Verlängerung der Batterielebensdauer und generell einen geringen Stromverbrauch erfordern. Darüber hinaus benötigen die Produkte ein Minimum externer Komponenten und sind in einem kleinen Gehäuse erhältlich, was den Platz auf der Leiterplatte zu verringert.

Die heutigen Mobil- und IoT-Geräte funktionieren hauptsächlich in einem Schlafmodus und daher wird der Stromverbrauch im Wesentlichen durch den Ruhestrom bestimmt, der sich auf den Ruhezustand eines Schaltkreises ohne Last bezieht. In diesem Modus ist das System inaktiv, aber jederzeit bereit aufzuwachen, um eine Aufgabe auszuführen, Daten zu übertragen und wieder in den Schlafmodus zu schalten.

Die beiden Wandler RP511 und RP512 haben einen beeindruckend geringen Ruhestrom und verbrauchen lediglich 300 nA, das verringert die Batterielebensdauer und ermöglicht es Entwicklern, für diese Anwendung eine kleinere Batterie zu verwenden. Der Unterschied zwischen diesen beiden Produkten ist deren Ausgangs-stromkapazität, sie können jeweils 100 und 300 mA liefern.

Keine externe Diode im Schaltkreis erforderlich

Beide Produkte bieten synchrone Gleichrichtung und verfügen über eingebettete High- und Low-Side-MOSFET-Treibertransistoren, wodurch keine externe Diode im Schaltkreis erforderlich ist. Bezüglich der verfügbaren Gehäuse stehen die Typen SOT-89-5, DFN2527-10 und als kleinste Lösung das WLCSP-8-P1-Gehäuse zur Auswahl. Mit drei externen Komponenten benötigt es lediglich 8,0 oder 10,6 mm2 Platz auf der Leiterplatte.

Die DC/DC-Wandler funktionieren in einem VFM-Modus, mit dem sich eine hocheffiziente Leistung bei geringem Ausgangsstrombedarf erreichen lässt, die Spitzeneffizienz liegt bei 95 %.

Es ist eine Reihe von Schutzschaltungen integriert, wie zum Beispiel eine Unterspannungssperre (UVLO), die den DC/DC-Wandler ausschaltet, wenn die Eingangsspannung unter einen Mindestwert sinkt. Eine Softstart-Schaltung lässt die Ausgangsspannung langsam hochfahren und verhindert ein Über- oder Unterschwingen der Ausgangsspannung in der Startphase.

Der Lx-Strombegrenzungsschaltkreis verhindert den Spitzenstrom, wenn die Spule einen bestimmten maximalen Stromwert überschreitet. RP511 und RP512 verfügen über eine optionale Auto-Discharge-Funktion. Diese Funktion entlädt den Ausgangskondensator, wenn der Chip über den CE-Pin ausgeschaltet wird.

Die technischen Merkmale der neuen DC/DC-Wandler
Eingangsspannungsbereich2,0 V bis 5,5 V
Ausgangsspannungsbereich(in Schritten von 0,1 V) 1,0 V bis 4,0 V
Genauigkeit der Ausgangsspannung(Vset ≥ 1,2 V) ±1,5%, (Vset < 1,2 V) ±18 mV
Ausgangsstrom100 mA/300 mA
Ruhestrom(Gerät schaltet nicht) Typ. 300 nA
Standby-Strom0,01 µA
PMOS On-Resistance(Vin = 3,6 V, RP511Z/RP512Z) 0,15 Ω
NMOS On-Resistance(Vin = 3,6 V, RP511Z/RP512Z) 0,15 Ω
SchutzschaltungenUVLO, Soft-Start, Lx Stromgrenze
Spitzeneffizienz(Vin = 2,0 V, Vout = 1,8 V) 95%
BetriebseffizienzBis zu 1 MHz
Auto-Discharge-FunktionOptional
GehäuseWLCSP-8-P1, DFN2527-10, SOT89-5

Informationen zu Preisen und Verfügbarkeit sind unter der E-Mail-Adresse sales.europe@macnica.com erhältlich.

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