Během spánku má vlastní spotřeba power managementu hlavní podíl na celkové spotřebě energie. Čím menší proud spotřebovávají jednotlivé komponenty v režimu spánku, tím delší výdrž baterie se dosáhne. XCL233 je nízkoenergetický 150mA step down PFM měnič s možností volby dvou výstupních napětí, které se přizpůsobí režimu napájeného mikrokontroleru. Rozsah vstupního napětí měniče je od 1,8 V do 6,0 V, klidový proud měniče je pouhých 200 nA a velikost dvou výstupních napětí lze nastavit v rozmezí od 0,5 V do 3,6 V. Měnič XCL233 je ideálním řešením pro napájení moderních mikrokontrolerů, které pracují v širokém rozsahu napětí, ale v režimu spánku vyžadují relativně nízké napětí. Ke konfiguraci měniče stačí pouze dva externí kondenzátory, jak je znázorněno na obrázku 1.
Obrázek 1: Typické zapojení XCL233
Měnič XCL233 je vybaven aktivačním pinem pro jeho zapnutí a vypnutí. Během pohotovostního režimu jsou všechny vnitřní obvody vypnuty, a spotřeba se sníží na 0,1 μA. K dispozici je také volitelná funkce vybíjení CL, která umožňuje rychle vybít výstupní kondenzátor v okamžiku, kdy je měnič ve stavu vypnuto. Pomocí vestavěné funkce UVLO se vnitřní P-kanálový driver FET a N-kanálový driver FET uvede do stavu OFF, když vstupní napětí klesne pod úroveň detekčního napětí UVLO.
Funkce dvojího napětí VSET
Mikrokontrolery v režimu spánku vyžadují k provozu nižší napětí než režimu aktivním. Schopnost poskytnout nižší napájecí napětí VDD pro mikrokontroler během režimu spánku pomáhá snížit celkovou spotřebu proudu, a to znamená delší životnost baterie.
Obrázek 2: Popis funkce VSET
Jak je znázorněno na obrázku 2, pin VSET umožňuje vybrat dvě přednastavená napětí:
- VOUT1 (nižší nastavené napětí pro režim spánku MPU)
- VOUT2 (vyšší nastavené napětí pro aktivní režim MPU)
Pro VOUT1 a VOUT2 lze zvolit napětí mezi 0,5 V až 3,6 V. Například VOUT1 lze nastavit na 1,1 V a VOUT2 lze nastavit na 1,8 V (jak je znázorněno na obrázku 2 výše). Úroveň signálu LOW na pinu VSET nastaví na výstupu napětí 1,1 V (pro mikrokontroler v režimu spánku). Úroveň HIGH na pinu VSET nastaví na výstup napětí 1,8 V (pro mikrokontroler v aktivním režimu). Lze nastavit libovolnou kombinaci napětí v rozsahu 0,5 V až 3,6 V. Výhodou funkce VSET je, že do mikrokontroleru je přiváděno optimální napětí, které odpovídá danému provoznímu stavu, a to zase zvyšuje celkovou účinnost systému a prodlužuje životnost baterie.
Vysoká účinnost i při malé zátěži
Klidový proud měniče 200 nA přispívá k vysoké účinnosti také při malých proudech zátěží. To je vidět na obrázku 3, kde účinnost měniče XCL233 je při malých proudech v rozsahu 1 μA až 100 μA o hodně vyšší než tradiční nízkoenergetický PWM/PFM měnič s automatickým přepínáním DC/DC napětí. Při 10 μA je účinnost XCL233 měniče stále větší než 80 %!
Obrázek 3: Účinnost vs. výstupní proud
Maximální životnost baterie
Pokud vezmeme podmínky definované na obrázku 3, tak ve srovnání s nízkovýkonovým LDO XC6504 nabízí Micro DC/DC měnič XCL210 o 76 % delší životnost baterie a měnič XCL233 poskytne dalších 28 % navíc. To znamená více než zdvojnásobení životnosti baterie ve srovnání s běžnými nízkoenergetickým LDO. Spotřeba energie je také mnohem nižší, zejména v režimu spánku, kde XCL233 spotřebovává pouze 13,1 μW. To je téměř polovina spotřeby XCL210 s extrémně nízkou spotřebou a přibližně třetina spotřeby XC6504 ultranízkoenergetického LDO (viz obrázek 4).
Obrázek 4: Porovnání životnosti baterie
Měnič vhodný pro produkty s velmi omezeným prostorem
Měniče XCL233 je k dispozici v pouzdru CL-2025-03, jehož rozměry jsou 2,5 x 2,0 x 1,04 mm. Viz obrázek 5.
Obrázek 5: Balíček CL 2025 03
Vlastnosti XCL233:
- Rozsah vstupního napětí: 1,8 V až 6,0 V
- Rozsah nastavitelného výstupního napětí: 0,5 V až 1,9 V (po krocích 0,05 V), 2,0 V až 3,6 V (po krocích 0,1 V)
- Přesnost výstupního napětí: ±20mV (VOUT1,2 ≦ 1,0 V) ± 2,0 % (VOUT1,2＞1,0 V)
- Výstupní proud: 150 mA
- Napájecí proud 200 nA @ VOUT=1,8 V
- Metoda řízení: PFM
- Účinnost 86 % (VIN = 3,6 V, VOUT = 1,8 V, IOUT = 10 mA)
- Funkce UVLO a ochrana proti zkratu
- Provozní teplota: -40 ℃ až 85 ℃
- V souladu s EU RoHS, bez Pb.
Podrobnosti naleznete na: https://product.torexsemi.com/en/series/xcl233
Pro více informací kontaktujte distributora Codico (www.codico.com): Petr.Rocek@codico.com. Zde také můžete směřovat veškeré své dotazy.
