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Ricoh bringt LDO-Regler mit einem Stromverbrauch von 0,3 µA und einer integrierten Batteriespannungsüberwachung auf den Markt

Osaka, Japan, 7. August 2018 – Ricoh Electronic Devices Co., Ltd., in Japan hat mit dem RP124 einen 100-mA-LDO-Regler mit einzigartiger integrierter Batterie-Spannungsüberwachung zur Messung der verbleibenden Batterieladung auf den Markt gebracht.

Der Regler hat einen äußerst niedrigen Stromverbrauch von lediglich 0,3 µA (im Leerlauf) und verlängert so die Lebensdauer von batteriebetriebenen Geräten. Dies ist besonders für Anwendungen wichtig, die sich hauptsächlich im Standby-Modus befinden und regelmäßig für kurze Zeit in den normalen Betriebsmodus versetzt werden, um eine Aufgabe auszuführen.PR06_Ricoh_RP124_2018_19oLogos.png

Der zusätzliche Batterieüberwachungskreis ist eines der wichtigsten Merkmale des RP124. Auf herkömmliche Weise würde die verbleibende Batterieladung mithilfe eines externen Widerstandteilers mit einem MOSFET gemessen werden, der an einen A/D-Wandler angeschlossen ist. Allerdings ist die Eingangsimpedanz bei dieser Lösung in der Regel niedrig, was zu einem beträchtlichen Stromfluss zur Masse und dies wiederum zu einer Entladung der Batterie und Verringerung der Lebensdauer der Anwendung führt. Der RP124 bietet mit einem integrierten Widerstandteiler und einem Spannungsfolger eine einfache Lösung für dieses Problem. Dieser Stromkreis hat den Vorteil, dass der Stromfluss zur Masse viel niedriger und der Ausgang mit der Eingangsimpedanz des A/D-Wandlers kompatibel ist.  Darüber hinaus sind alle wichtigen Komponenten für diesen Stromkreis in einem Chip integriert, sodass wertvolle Platinenfläche und Kosten eingespart werden. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, eine Batteriestandanzeige für Primärzellen zu realisieren.

Bestimmte Anwendungen befinden sich hauptsächlich im Standby-Modus und werden nur für kurze Zeit in den normalen Betriebsmodus versetzt, um eine Messung durchzuführen,  einige Daten zu übermitteln und dann wieder in den Standby-Modus zu schalten. Genau genommen ist der Stanby-Modus in diesen Fällen der dominierende Betriebsmodus und es ist daher notwendig, den Stromverbrauch in diesem Modus so weit wie möglich zu senken. Der RP124 erfüllt diese Anforderung dank seines geringen Stromverbrauchs von 0,3 µA perfekt. Es gibt einige Produktversionen mit Optionen für den CE-Pin und die automatische Entladefunktion. Der CE-Pin deaktiviert den LDO bei der B- und D-Version. Bei der  E-Version kann mit dem CE-Pin die Batterie-Monitor-Schaltung deaktiviert werden. Das spart weitere 0,1 μA, während der LDO in Betrieb bleibt, was sich zu einem Gesamt-Stromverbrauch von lediglich 0,2 μA addiert.

Bei dem RP124 (genau wie der beliebte RP118 ohne Batterie-Spannungsüberwachung) handelt es sich um eine spezielle Art von Produkt, das über drei Betriebsmodi verfügt:

  1. Modus für geringen Stromverbrauch: spart Batterieleistung bei niedrigem Ausgangsstrombedarf
  2. Modus für schnelles Einschwingverhalten: höhere dynamische Leistung bei hohem Ausgangsstrombedarf
  3. Ausschaltmodus: zum Senken des Stromverbrauchs auf ein Minimum

Das Gerät schaltet automatisch auf Grundlage des Ausgangsstrombedarfs der Anwendung zwischen dem Modus für geringen Stromverbrauch und schnelles Einschwingverhalten um. Die LDO-Leistung ist im Modus für schnelles Einschwingverhalten größer. Insbesondere die Unterdrückung der Spannungswelligkeit (Ripple Rejection) sowie die Reaktionsgeschwindigkeit bei Leitungs- und Lasttransienten sind im Vergleich zu einem herkömmlichen LDO mit niedrigem Stromverbrauch besser. Das bedeutet, dass der RP124 zu einer optimalen Stabilität der Ausgangsspannung und Verringerung der Spannungswelligkeit beiträgt. Im Ausschaltmodus, der über den CE-Pin des Chips gesteuert wird, wird der LDO ausgeschaltet, um den Stromverbrauch auf ein Minimum zu senken.

Der RP124 verfügt über einen eingebetteten Foldback-Strombegrenzungskreis. Kommt es zu einem Kurzschluss am Ausgang, wird der Ausgangsstrom durch diesen Stromkreis auf 65 mA gesenkt, wodurch der LDO und andere elektronische Teile der Anwendung vor einer möglichen Beschädigung geschützt werden. Nach der Beseitigung des Kurzschlusses kehrt der Regulator automatisch zum normalen Betrieb zurück.

Optionale Funktionen je nach Produktversion:

  • Gehäuse: SOT-23-5-Standard- oder DFN1212-6-Kompaktgehäuse zur Minimierung der PCB-Fläche
  • Verhältnis des Widerstandsteilers: Der Batterieüberwachungsausgang liefert 1/3 oder 1/4 der Eingangsspannung.
  • CE-Funktion: Pin zur Deaktivierung des LDO-Regulator- oder Spannungsüberwachungskreises
  • Automatische Entladefunktion: Wahlweise deaktiviert oder aktiviert für den LDO-Regler- oder für den Spannungsüberwachungsausgang. Mithilfe der Entladefunktion wird der Ausgangskondensator entladen sobald der LDO ausgeschaltet wird.

Spezifikationen RP124:

LDO Regler  
Eingangsspannung: 1.7 V bis 5.5 V
Ausgangsspannung: (11 Versionen) 1.2 V bis 3.6 V
Genauigkeit Ausgangsspannung: ±0.8%
Dropout-Spannung: (Iout=100 mA, 2.8 V type) Typ. 0.12 V
Ausgangsstrom: Min. 100 mA
Eigenstromverbrauch: (Iout=0 mA) Typ. 0.2 µA
Schutzschaltungen: Fold-Back Stromgrenze
Kurzschlussstrom: Typ. 65 mA
Ausgangskondensator: Keramisch, Min 1.0 µF
   
Batterie-Monitor  
Ausgangsspannung: Optional, 1/3 Vin oder 1/4 Vin
Stromverbrauch: 0.1 µA
Ausgangskondensator: 0.1 µF bis 0.22 µF
RP124N Gehäuse: (L2.9 x W2.8 x H1.1 mm) SOT23-5
RP124L Gehäuse: (L1.2 x W1.2 x H0.4 mm) DFN1212-6
Datenblatt: http://www.e-devices.ricoh.co.jp/en/products/power/vr_ldo/rp124/

 

Preise und Verfügbarkeit
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Über Ricoh
Ricoh unterstützt die Digitalisierung des Arbeitsplatzes und sorgt mit innovativen Technologien und Services dafür, dass Menschen smarter arbeiten können. Seit über 80 Jahren ist Ricoh Innovationstreiber und ein führender Anbieter für Dokumentenmanagement, IT-Services, kommerziellen und industriellen Druck, Digitalkameras und Industrielösungen.

Die Ricoh Group hat ihren Hauptsitz in Tokio und ist in fast 200 Ländern und Regionen vertreten. Im Geschäftsjahr 2017/2018 hatte die Ricoh Group einen Umsatz von 2,063 Mrd. Yen (etwa 19.4 Mrd. USD) erzielt.

Für das Halbleitergeschäft in Europa verfügt Ricoh über zwei Standorte, um europäische Distributoren, Elektronik-Designer und Hersteller bei der Entwicklung ihrer Anwendungen oder anderer Anfragen zu unseren Power-Management- und Realtime-Clock ICs zu unterstützen. Weitere Informationen über Ricohs Halbleiterprodukte auf www.e-devices.ricoh.co.jp/en/.