Nordic Semiconductor、nRF52/nRF53シリーズSoCおよびその他の 互換製品向けに超小型・超低IQのパワーマネジメントICを発売

27
May
2021
Oslo, Norway
nPM1100

スペースの限られた用途向けの小型WLCSP パッケージにUSB互換のLi-ion/Li-Poバッテリーチャージャーと非常に効率的なDC/DCバックレギュレータを組み込んだNordic初のパワーマネジメント製品nPM1100 PMIC

超低消費電力無線ソリューションのリーディング・プロバイダーであるNordic Semiconductor(OSE:NOD、以下Nordic)は本日、当社初のパワーマネジメントIC(PMIC)である「nPM1100」を発表しました。nPM1100®は、2.075 x 2.075mmのWLCSPに、過電圧保護機能を持つUSB互換の入力レギュレータ、400mAバッテリーチャージャーおよび150mA DC/DC降圧(バック)型電圧レギュレータを組み込んだ製品です。本PMICにより、NordicのnRF52®およびnRF53®シリーズのマルチプロトコルSoC(Systems-on-Chip)への安定した電源供給と運用が保証され、使用時のバッテリー寿命が最大限まで延長されます。本製品は、充電可能なリチウムリオン電池とリチウムポリマー電池を使用する用途向けの汎用的なPMICとしても利用可能です。超小型フォームファクタで、高度なウェアラブルデバイスやコネクテッド医療機器、その他スペースの限定される用途に最適です。

nRF52およびnRF53シリーズのSoCをベースとし、Li-ion/Li-Poバッテリーを使用して動作するBluetooth® Low Energy(Bluetooth LE)アプリケーションでは、nPM1100の充電器を活用することで、SoCのレギュレータのステージ1を迂回することができます。また、この構成にnPM1100を使用すれば、nPM1100のバックレギュレータによりシステム全体の電力消費が低減する一方、150mAの電流容量により、他のシステムコンポーネントに100mAまでの電流を供給することが可能です。

nPM1100の特徴は700nA(typ.)という超低静止電流(IQ)で、「シップモード」ではさらに470nAまで低減可能です。またシップモードでは電力出力が無効となるため、外部電源スイッチが必要なくなり、輸送中の製品におけるバッテリー寿命への影響も最小限に抑えることができます。パワーマネジメントソリューションがPCB上に占める面積は、パッシブコンポーネントを含めてわずか23mm2(パフォーマンスに合わせて最適化した場合は27mm2になる)と、比較可能な競合製品よりもはるかに小さくなっています。

Quote
nPM1100は、PMIC製品のラインナップを確立しようというNordicの取り組みを示す製品です
NordicのPMIC分野のプロダクトマネージャーであるGeir Kjosavikは

nPM1100入力レギュレータは4.1~6.6VのUSB入力または2.3~4.35Vのバッテリー入力から電力を得るため、3.0~5.5Vの未調整電圧を最大500mAの出力電流で対象機器に供給することが可能です。本PMICは、SDP(Standard Downstream Port)、CDP(Charging Downstream Port)およびDCP(Dedicated Charging Port)の検出に対応しています。入力レギュレータには最大20Vの過渡電圧上昇に対応できる過電圧保護機能が含まれています。

JEITA規格に適合したPMICの充電器で対象機器のLi-ion/Li-Poバッテリーに充電する際には、充電時の抵抗値を20~400mAから選択可能で、終端電圧も4.1Vと4.2Vから選択可能です。充電器にはバッテリー温度保護機能があり、充電モードは自動トリクル・定電流・定電圧の3つから自動的に選択されます。また放電電流制限機能もついています。

nPM1100に搭載されている効率性の高いDC/DCバック電圧レギュレータは、100µA未満の負荷電流まで90%以上の運用効率を誇ります。入力システムレギュレータから電力をとり、1.8V、2.0V、2.7V、3.0Vから選択可能な安定した出力電圧で最大150mAの電流を供給します。レギュレータには、ソフトスタートアップ機能および、ヒステリシスモードとパルス幅変調(PWM)モードの間を自動的に移行する機能があります。可能な限りクリーンな電力運用を保証する強制PWMモードにも対応しています。

nPM1100ではすべての設定がピン構成可能であるため、運用の際にソフトウェアでのコンフィグレーションを必要としません。nPM1100は、チップが供給できる出力電圧と供給電流の範囲内で動作するよう設計されたあらゆるデバイスと互換性があります。動作温度は-40~85 ˚Cです。

NordicのPMIC分野のプロダクトマネージャーであるGeir Kjosavikは次のように述べています。
「nPM1100は、PMIC製品のラインナップを確立しようというNordicの取り組みを示す製品です。この10年で、当社の取り組みもあり世の中ではモノをインターネットに簡単に接続できるようになりました。そのため、お客様がバッテリーを充電したり、バッテリー寿命を延ばしたりするために、当社の製品を活用されるのは当然のことです。その結果生まれたこのプラットフォームでは、Nordicの低消費電力という専門技術を活かすべく定評あるテクノロジー群を組み合わせ、さらに多様な方法で省エネルギーを実現します。その出発点として、まずは小規模な用途を対象とし、物理的なスペースが非常に限られた場所で効率的なパワーマネジメントを行いつつ小型バッテリーの充電を可能にするデバイスを発売します」

新製品のPMICには「nPM1100評価キット」が準備されています。この評価キット(EK)には、選択可能なすべての設定に対応するスイッチ、シップモードのオンとオフを切り替えるボタン、バッテリーのコネクタ、USB、PMICのすべてのピン用のヘッダー(構成のSW制御が必要となった場合にスイッチを無効化することを考慮したもの)が搭載されています。この評価キット(EK)では、カスタムのハードウェアを作成しなくても、既存のアプリケーションでnPM1100 PMICの機能をテストすることを想定しています。評価キット(EK)への電力供給は、内蔵のマイクロUSBポート経由、外部のDC電源からのヘッダーピン経由、バッテリー電力からヘッダーのバッテリーコネクター経由のいずれからでも可能です。Nordicの他のDevelopment Kit(DK)との併用や、Nordic以外の製品を使用した本PMICの機能のテストにも対応した設計となっています。



nPM1100はすでに量産へ移行しており、サンプルの入手も可能です。
また、本製品についてより良く知って頂く為のウェビナーを6月9日に開催いたします。

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