Scheda di valutazione buck-boost ultracompatta per dispositivi alimentati a batteria

I prodotti alimentati a batteria, come dispositivi indossabili, dispositivi IoT, smartphone ed elettronica portatile di consumo, continuano a incrementare la domanda di soluzioni di gestione dell'alimentazione sempre più compatte ed efficienti dal punto di vista energetico. ROHM ha presentato la scheda di valutazione BD83070GWL-EVK-002 per consentire agli ingegneri di valutare e accelerare l'integrazione del proprio convertitore buck-boost CC-CC a bassissimo consumo energetico in applicazioni con spazio limitato.

Progetto di riferimento per lo sviluppo di alimentatori compatti
I circuiti di gestione dell'alimentazione nei dispositivi elettronici portatili devono mantenere una tensione di uscita stabile anche quando la tensione della batteria varia durante il funzionamento. I convertitori buck-boost CC-CC soddisfano questa esigenza passando automaticamente tra le modalità step-down e step-up, garantendo un funzionamento efficiente durante l'intero ciclo di scarica della batteria.

La scheda di valutazione BD83070GWL-EVK-002 dimostra le prestazioni del convertitore sincrono buck-boost CC-CC BD83070GWL di ROHM, sviluppato per prodotti alimentati da batterie di piccole dimensioni e da altre sorgenti di alimentazione limitate. Il convertitore raggiunge un'efficienza di conversione energetica fino al 97% mantenendo una corrente di riposo estremamente ridotta pari a 2,8 µA, riducendo il consumo energetico in modalità standby e contribuendo ad aumentare l'autonomia della batteria.

Layout ultracompatto per applicazioni con vincoli di spazio
Uno degli obiettivi principali del progetto della scheda di valutazione è stato ridurre al minimo l'area occupata sul circuito stampato. Il progetto di riferimento integra il circuito integrato del convertitore, un'induttanza, condensatori e un totale di cinque componenti in una superficie di montaggio di soli 12,87 mm² (3,3 mm × 3,9 mm).

Secondo ROHM, questa superficie è inferiore rispetto a quella delle tradizionali implementazioni di convertitori buck-boost CC-CC, comprese le soluzioni con induttori integrati. Il layout compatto consente agli ingegneri di valutare progetti di alimentazione destinati a prodotti nei quali lo spazio disponibile sul circuito stampato influisce direttamente sul design del dispositivo, sulla capacità della batteria o sull'integrazione di funzionalità aggiuntive.

Risorse di progettazione per accelerare lo sviluppo dei prodotti
Oltre all'hardware di valutazione, la scheda viene fornita come progetto di riferimento completo. ROHM mette a disposizione risorse di sviluppo quali schemi elettrici, informazioni sul layout del circuito stampato, schemi circuitali e distinta base (BOM). Queste risorse sono destinate a ridurre il lavoro di progettazione necessario per adattare il progetto di riferimento a un prodotto destinato alla produzione in serie e ad abbreviare il passaggio dalla valutazione allo sviluppo industriale.

La scheda di valutazione è disponibile attraverso distributori online, tra cui DigiKey e Farnell.

Applicazioni nei dispositivi indossabili, mobili e IoT
Il progetto di riferimento è destinato a sistemi compatti alimentati a batteria, nei quali l'area occupata sul circuito stampato e l'efficienza energetica rappresentano requisiti tecnici fondamentali. Le applicazioni tipiche comprendono smartwatch, anelli intelligenti, dispositivi per il monitoraggio biometrico, apparecchiature per realtà aumentata e realtà virtuale, smartphone, nodi sensore basati sull'intelligenza artificiale, dispositivi Bluetooth Low Energy, serrature intelligenti, droni compatti, auricolari wireless, chiavi digitali, sigarette elettroniche e spazzolini elettrici.

Queste applicazioni beneficiano di una tensione di uscita stabile anche in presenza di variazioni della tensione della batteria, oltre che di una corrente di riposo ridotta e di un ingombro minimo sul circuito stampato.

Contesto aggiuntivo: Specifiche tecniche e confronto competitivo non inclusi nell'annuncio originale del prodotto
I convertitori buck-boost CC-CC per l'elettronica portatile sono disponibili presso numerosi produttori di semiconduttori, tra cui Analog Devices, Texas Instruments, Monolithic Power Systems, Microchip Technology e STMicroelectronics. Il confronto tra le diverse soluzioni si basa generalmente su parametri oggettivi quali efficienza di conversione, corrente di riposo, intervallo della tensione di ingresso, corrente massima di uscita, frequenza di commutazione, dimensioni del package e superficie complessiva richiesta sul circuito stampato.

Il BD83070GWL supporta un intervallo di tensione di ingresso compreso tra 2,0 V e 5,5 V, tensioni di uscita selezionabili di 2,5 V o 3,3 V, una corrente di uscita fino a 1 A nelle condizioni operative specificate e la commutazione automatica tra le modalità PFM e PWM. La corrente di riposo di soli 2,8 µA è progettata per ridurre al minimo le perdite energetiche in standby nei dispositivi alimentati a batteria, mentre la scheda di valutazione dimostra un'implementazione che richiede soltanto cinque componenti esterni su una superficie di montaggio di 12,87 mm². Queste caratteristiche rendono la piattaforma particolarmente adatta alle applicazioni in cui la compattezza del circuito stampato e il basso consumo energetico in condizioni di inattività rappresentano priorità progettuali rispetto al raggiungimento della massima potenza di uscita.

A cura di Sucithra Mani, redattrice di Induportals – adattato con l'ausilio dell'intelligenza artificiale.

www.rohm.com