Машинное обучение увеличивает срок службы батарейки типа «таблетка» в 10 раз

Mar 07, 2024

В NBM5100 и NBM7100 используются двойные преобразователи постоянного тока с элементом хранения и интеллектуальным алгоритмом обучения. Это также увеличивает пиковый выходной ток почти в 25 раз по сравнению с обычным элементом типа «таблетка».

Такое продление срока службы позволит значительно сократить количество отходов аккумуляторов в маломощных устройствах Интернета вещей (IoT) и других портативных приложениях, а также сделает элементы типа «таблетка» жизнеспособным источником питания для приложений, которые ранее могли работать только от батареек типа АА или ААА.

Литиевые монетообразные элементы CR2032 и CR2025 имеют более высокую плотность энергии и более длительный срок хранения. В результате они обычно используются в приложениях с низким энергопотреблением, включая устройства с приемопередатчиками Low Power Wi-Fi, LoRa, Sigfox, Zigbee, LTE-M1 и NB-IoT.

Однако эти батареи имеют относительно высокое внутреннее сопротивление и скорость химических реакций, что снижает их полезную емкость в условиях импульсной нагрузки. Чтобы преодолеть это ограничение, NBM7100 и NBM5100 содержат два высокоэффективных каскада преобразования постоянного тока и интеллектуальный алгоритм обучения.

Первый этап преобразования передает энергию от аккумулятора к емкостному накопительному элементу с низкой скоростью. Вторая ступень использует накопленную энергию для обеспечения регулируемого выходного напряжения, программируемого от 1,8 В до 3,6 В, с высоким импульсным током до 200 мА. Интеллектуальный алгоритм обучения контролирует энергию, используемую во время повторяющихся импульсных циклов нагрузки, и оптимизирует преобразование постоянного тока на первом этапе, чтобы минимизировать остаточный заряд в накопительном конденсаторе. При отсутствии цикла преобразования энергии в режиме ожидания устройства потребляют ток менее 50 нА.

Оба устройства рассчитаны на температуру от -40 °C до 85 °C, что делает их пригодными для использования в коммерческих помещениях и на открытом воздухе в промышленных условиях. Индикатор «низкого заряда батареи» предупреждает систему, когда батарея достигает конечной точки функционирования. Кроме того, защита от падения напряжения препятствует зарядке накопительного конденсатора, когда срок службы батареи приближается к концу.

Для настройки и управления системным микроконтроллером предусмотрен последовательный интерфейс: I2C в NMB7100A и NBM5100A и последовательный периферийный интерфейс (SPI) в версиях NMB7100B и NBM5100B. Оба устройства могут продлить срок службы энергоемких первичных литиевых батарей, включая элементы типа «таблетка», литий-тиониловые (например: LS14250 1/2 AA) и новые типы с бумажной печатью, тем самым сокращая объем технического обслуживания за счет увеличения временного интервала между заменой батарей. Кроме того, NBM5100A/B включает в себя вывод балансировки напряжения конденсатора для реализации на основе суперконденсатора.

«Представление этого продукта, увеличивающего срок службы батареи, свидетельствует о дальнейшем расширении Nexperia в области решений по управлению батареями», - сказал Дэн Дженсен, генеральный менеджер подразделения BG Analog and Logic ICs компании Nexperia. «Мы рады представить эти инновационные продукты, дополняющие наши существующие аналоговые и логические продукты. NBM7100 и NBM5100 значительно повышают производительность батарейки, что помогает сократить расход батарей в IoT, носимых устройствах и других потребительских приложениях».

Номер детали устройства

Шинный интерфейс

Автоматический старт

Максимальное напряжение хранения

Максимальный ток нагрузки

НБМ7100А

2С

Поддерживается

11В

200 мА

НБМ5100А

2С

Поддерживается

5,5 В

150 мА

НБМ7100Б

СПИ

Не поддерживается

11В

200 мА

НБМ5100Б

СПИ

Не поддерживается

5,5 В

150 мА

Аккумуляторные усилители NBM5100A/B и NBM7100A/B доступны в небольшом корпусе DHVQFN16 размерами 2,5 мм × 3,5 мм × 0,85 мм.

www.nexperia.com