Texas Instruments (TI) (Nasdaq: TXN) ha presentato oggi un nuovo convertitore buck/boost bidirezionale con una bassissima corrente di riposo (IQ) di 60 nA, ossia un terzo della IQ dei convertitori boost concorrenti. Il convertitore buck/boost TPS61094 integra una modalità buck per la carica del supercondensatore offrendo al tempo stesso una IQestremamente bassa. In questo modo, gli ingegneri possono aumentare la durata della batteria fino al 20% rispetto ai condensatori a strato ibrido (HLC) comunemente usati. La carica/scarica del supercondensatore contribuisce a supportare i carichi di picco e l’alimentazione di backup, che sono aspetti importanti per il funzionamento continuo in applicazioni industriali alimentate a batteria, come contatori intelligenti, rilevatori di fumo e videocitofoni, nonché nelle applicazioni mediche. Ulteriori informazioni sono disponibili sul sito www.ti.com/tps61094-pr.
Gli ingegneri che progettano sistemi a batteria si trovano spesso ad affrontare una comune sfida progettuale: la necessità di ottenere un’elevata efficienza in condizioni di carico nullo o leggero nel campo dei milliampere bassi o dei microampere. Questa situazione richiede che gli alimentatori regolino la loro uscita mantenendo una corrente di alimentazione estremamente bassa nel campo dei nanoampere. Il TPS61094 combina due vantaggi chiave per i quali prima occorreva scendere a compromessi: la semplicità di progettazione dell’utilizzo di un convertitore buck/boost integrato e la maggiore durata della batteria, resa possibile dall’elevata corrente di uscita e dalla bassa IQ. Maggiori informazioni sono disponibili nell’articolo tecnico «Tre vantaggi dell’utilizzo di un convertitore buck/boost a bassa IQ per aumentare la durata della batteria nei misuratori di portata».
Le odierne strutture basate su batterie al litio cloruro di tionile (Li/SOCl₂) gestiscono spesso il carico di picco per mezzo di costosi HLC e non sono l’ideale per il controllo della corrente di carica. Il TPS61094, grazie alla combinazione tra una bassa IQ pari a 60 nA e la carica/scarica del supercondensatore, consente agli ingegneri di sostituire gli HLC con dei supercondensatori per poter supportare il carico di picco e di prolungare la durata della batteria fino al 20% in applicazioni che devono funzionare con una singola batteria per 10 anni o più. Ulteriori informazioni sulla progettazione del TPS61094 in sistemi con contatori intelligenti sono disponibili nella nota applicativa «Una soluzione di lunga durata e dai costi concorrenziali per i contatori intelligenti basata sul TPS61094».
Allo stesso modo, il TPS61094 può fornire l’alimentazione di backup in applicazioni che richiedono uno spegnimento sicuro o una comunicazione all’ultimo momento in caso di interruzione dell’alimentazione. Ulteriori informazioni si trovano nell’articolo tecnico «Metodi efficaci per implementare l’alimentazione di backup tramite supercondensatori».
Erogazione del doppio della corrente di uscita con l’IQ più bassa del settore
Oltre ad aumentare la durata della batteria, il convertitore buck/boost con l’IQ più bassa del settore presenta un limite di corrente dell’induttore pari a 2 A durante il funzionamento boost. Pertanto, il TPS61094 ha il doppio della corrente di uscita dei convertitori boost rispetto alla concorrenza.
La corrente di uscita supplementare consente al TPS61094 di supportare gli standard radio, come NB-IoT (narrowband Internet of Things), LTE-M, Wi-SUN®, MIOTY, Bluetooth® e M-Bus wireless, su un intervallo di tensione di ingresso più ampio. Ad esempio, il TPS61094 è in grado di supportare una corrente di uscita superiore a 250 mA fino a una tensione di ingresso di soli 0,7 V.
Riduzione del numero di componenti fino al 50% e semplificazione dei progetti
Tipiche applicazioni industriali come i contatori intelligenti richiedono diversi componenti di alimentazione per le funzioni di alimentazione di backup o per il supporto del carico di picco. L’integrazione di un caricatore buck e di un convertitore boost in un singolo circuito integrato rende superfluo utilizzare un caricatore buck discreto, un induttore e due condensatori esterni, che possono ridurre il numero di componenti del 50% e liberare spazio sulla scheda.
Inoltre, grazie all’integrazione del caricatore buck e del convertitore boost sul TPS61094 i progettisti possono controllare facilmente l’handshake tra tutte le funzioni, offrendo una transizione più fluida tra le modalità operative.
