Neuer Step-Up DC/DC Schaltregler R1810 mit extrem niedrigem Ruhestrom von 600 nA und einer minimalen Anstartleistung von 9.0 μW für Energy-Harvesting-Anwendungen

Macnica GmbH

Editorial contact:

Name Stefan Tauschek
Email stefan.tauschek@macnica.com
Telephone +49 (0)841 88198-102

Neuer Step-Up DC/DC Schaltregler R1810 mit extrem niedrigem Ruhestrom von 600 nA und einer minimalen Anstartleistung von 9.0 μW für Energy-Harvesting-Anwendungen

1. Juni 2021

Ricoh Electronic Devices Co., Ltd. hat die R1810-Serie auf den Markt gebracht, einen DC/DC-Schaltregler mit extrem niedrigem Ruhestrom, der optimal für Energy-Harvester geeignet ist.

Zusammen mit der Expansion des IoT-Marktes steigt der Bedarf an unabhängiger Stromversorgungstechnologie, die es ermöglicht, kleine Energiemengen aus der Umgebung wie Licht, Vibration und Wärme zu sammeln und in Strom umzuwandeln. Die R1810-Serie ist ein Step-Up-DC/DC-Schaltregler, der zum Speichern von Strom mit einem Photovoltaikelement entwickelt wurde. Die extrem niedrige minimale Betriebsspannung von 0,2 V ermöglicht es dem IC, Strom aus vielen Arten von 1-Zellen-Photovoltaikmodulen wie amorphen Siliziumsolarzellen, farbstoffsensibilisierten Solarzellen usw. zu extrahieren und zu speichern.

Zudem benötigt der Baustein nur einen äußerst niedrigen Versorgungsstrom von 600 nA (ohne Last / normale Arbeitstemperatur), einen Wirkungsgrad von 66% (Iout = 5 µA) und gleichzeitig eine minimale Anstartleistung von 9.0 µW (VMPSET=0.5 V, VSET=2.6 V)

Der neue DC/DC-Schaltregler kann dank der Maximum Power-Point-Control (MPPC)-Funktion und der Rückstromschutzfunktion hocheffizient Energie aus einem Photovoltaikelement gewinnen. Ersteres optimiert die Effizienz der Stromversorgung von einem photovoltaischen Element und letzteres unterbricht den Rückstrompfad bei fehlender Stromversorgung und verhindert dadurch Leistungsverluste.

Zusätzlich zu den oben genannten Funktionen macht es die Power-Good (PG)-Funktion zur Überwachung von Eingangs- und Ausgangsspannungen einfach, eine Stromversorgungssequenz des nachfolgenden Systems zu entwickeln, indem der Stromspeicherpegel mit PG-Signalen beobachtet wird.

Der neue Baustein ist in den Gehäusetypen DFN(PLP)2735-14 und WLCSP-15-P1 verfügbar und ermöglicht damit Baugruppen hoher Dichte.

Effizienz-Charakteristik der R1810 Series

Efficiency Characteristics of R1810K003A/005A
(VMPSET = 0.5V, VSET = 2.6V (003A) / 4.5V (005A))

Schlüsseleigenschaften der R1810-Serie

1. Startleistung von minimal 9.0 µW
Der R1810 erreicht eine minimale Startleistung von 9.0 µW (VMPSET = 0.5 V, VSET = 2.6 V). Das ermöglicht die Speicherung elektrischer Energie auch unter schlechten Lichtverhältnissen.

2. Maximum Power-Point-Control (MPPC) Funktion
Diese Funktion bewirkt, dass die R1810-Serie die Leistung an dem Punkt entnimmt, an dem die Leistung des Harvesters ihr Maximum erreicht und erzielt damit eine Optimierung der Ausbeute.

3. Power Good (PG) - Funktion
Die PG-Funktion überwacht Eingangs- und Ausgangsspannungen und gibt das PG-Signal aus. Das ermöglicht das systemseitige Monitoring des Energiespeicherlevels und vereinfacht die Einhaltung der Power-Sequenz. Die PG-Funktion arbeitet lediglich mit der Spannungsversorgung an VOUT und damit auch bei „No-Light“-Bedingungen.

4. Extrem niedriger Ruhestrom und hoher Wirkungsgrad
Die R1810-Serie erreicht einen ultra-niedrigen Ruhestrom von 600 nA und gleichzeitig einen Wirkungsgrad von 66% (Iout = 5 µA). Diese gute Balance erlaubt die Verwendung von PV-Panels mit kleineren Zellen.

5. Eingangsspannung einstellbar bis zu einem Minimum von 0.2 V
Mit einer zusätzlichen Batterie ist es möglich, ein System zu entwickeln das mit gerade mal 0.35 V betrieben werden kann.

6. Sicherung gegen Rückstrom
Die Reverse-Current-Protection stoppt den Stromfluss von Cout auch ohne weitere Spannungsversorgung und ermöglicht damit die vollständige Nutzung aus dem Harvester.

7. Kleine Gehäuse
Die R1810-Serie ist in den Gehäusetypen DFN (PLP) 2735-14 (3.5 × 2.7 × 0.60 mm) und WLCSP-15-P1 (2.88 × 1.68 × 0.36 mm) verfügbar und erlaubt damit sehr kleine Board-Designs.

Preise und Verfügbarkeit
Informationen sowie Preise und Verfügbarkeit sind unter diesem Kontakt erhältlich. Email: sales.europe@macnica.com.

Über Ricoh Electronic Devices Co., Ltd
Ricoh Electronic Devices Co., Ltd ist ein weltweit führender Anbieter von Halbleiterprodukten und bietet ein umfassendes Portfolio an CMOS Power-Management- und Echtzeituhr-ICs, mit denen Ingenieure modernste Anwendungen für die Konsumgüter-, Industrie- und Automobilmärkte entwickeln können. Der Hauptsitz des Unternehmens sowie in die Bereiche Entwicklung, Vertrieb und Fertigung befinden sich in Japan. Regionale Vertriebs- und Supportbüros gibt es in Nordamerika, Europa und Asien.

Ricoh verfügt über ein umfassendes Know-how in der Technologie der Miniaturisierung und konzentriert sich auf die Entwicklung von Produkten, die unter anderem einen niedrigen Versorgungsstrom, eine hohe Genauigkeit, eine hohe Effizienz und eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen. https://www.n-redc.co.jp/en/