Nanopower-Operationsverstärker mit minimalem Stromverbrauch

Redakteur: Kristin Rinortner

Texas Instruments sorgt mit dem Nanopower-Operationsverstärker LPV821 für eine Senkung des System-Stromverbrauchs und eine maximale Batterielebensdauer in IoT- und Industrieanwendungen sowie elektronischen Kleingeräten.

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(Bild: TI)

Texas Instruments hat eigenen Angaben zufolge den ersten Operationsverstärker auf den Markt gebracht, der eine hohe Genauigkeit mit der geringsten Stromaufnahme der Industrie kombiniert. Mit dem Zero-Drift/Nanopower-Operationsverstärker LPV821 können Entwickler ein Maximum an DC-Genauigkeit erreichen, während die Leistungsaufnahme um 60% geringer ist als bei konkurrierenden Zero-Drift-Bausteinen. Einsatzgebiete sind Präzisions-Anwendungen wie drahtlose Sensorknoten, Heim- und Fabrikautomations-Ausrüstungen und tragbare elektronische Geräte.

Trotz seiner im Nanoampere-Bereich liegenden Stromaufnahme soll sich der LPV821 laut Hersteller durch optimierte Werte in Bezug auf Nullpunktfehler, Drift und 1/f-Rauschen (Funkelrauschen) auszeichnen. Mit der Stromaufnahme von 650 nA bewirkt der Chip eine Verlängerung der Batterielebensdauer und ermöglicht in Präzisions-Systemen knappere Leistungsbudgets als konkurrierende Zero-Drift-Bausteine.

Die Zero-Drift-Technologie von TI ermöglicht einen niedrigen Anfangs-Nullpunktfehler (Offset) von 10 µV und eine Offsetdrift von 0,02 µV/°C. Dies eliminiert die Temperaturdrift und das Funkelrauschen und gibt Ingenieuren die Möglichkeit, ein Höchstmaß an DC-Genauigkeit und eine dynamische Fehlerkorrektur zu erzielen. Mit der Selbstkalibrierung lassen sich Systementwicklungs-Kosten senken und schnellere Markteinführungszeiten erreichen.

Die Nanopower-Technik ermöglicht ständig eingeschaltete Anwendungen beispielsweise für die fortlaufende Blutzucker-Überwachung und andere Applikationen mit elektrochemischen Zellen. Darüber hinaus reduziert die geringe Stromaufnahme den externen Schaltungsaufwand für das Ein- und Ausschalten des Verstärkers. Ein Eingangs-Bias-Strom von 7 pA und ein Funkelrauschen von 3,9 µVp-p erlauben den Einsatz an Sensoren mit hoher Impedanz, was in Präzisionssystemen für genauere Messungen sorgt.

Ingenieure können den Operationsverstärker mit dem Nanopower-Komparator TLV3691 oder dem Nanopower-A/D-Wandler ADS7142 kombinieren, um einen Grenzwert zu programmieren, bei dessen Überschreitung automatisch ein Mikrocontroller wie der SimpleLink Sub-1GHz MCU CC1310 aktiviert wird, um den System-Stromverbrauch weiter zu reduzieren.

Entwickler können mit dem zum Download verfügbaren SPICE-Modell TINA-TI ihre Designs simulieren. Als Starthilfe für das Design von Gassensor-Systemen mit dem LPV821 gibt es außerdem die Referenzdesigns „Always-On Low-Power Gas Sensing with 10+ Year Coin Cell Battery Life“ und „Micropower Electrochemical Gas Sensor Amplifier“.

Vorserien-Muster des Operationsverstärkers LPV821 im SOT-23-Gehäuse (Small Outline Transistor) mit 5 Pins sind im TI-Store und bei autorisierten Distributoren verfügbar. Die Preise beginnen bei 0,80 US-Dollar (ab 1000 Stück).

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