O aprendizado de máquina aumenta a vida útil da bateria de célula tipo moeda em 10x...

Mar 07, 2024

O NBM5100 e o NBM7100 usam conversores DC-DC duplos com um elemento de armazenamento e um algoritmo de aprendizagem inteligente. Isso também aumenta a capacidade de corrente de saída de pico em até 25x em comparação com uma célula tipo moeda típica.

Esta extensão da vida útil reduzirá significativamente a quantidade de desperdício de bateria na Internet das Coisas (IoT) de baixo consumo de energia e outras aplicações portáteis, ao mesmo tempo que tornará as células tipo moeda uma fonte de energia viável para aplicações que anteriormente só podiam funcionar com baterias AA ou AAA.

As células tipo moeda de lítio CR2032 e CR2025 têm maior densidade de energia e maior vida útil. Como resultado, eles são comumente usados ​​em aplicações de baixo consumo de energia, incluindo dispositivos com transceptores Wi-Fi de baixo consumo, LoRa, Sigfox, Zigbee, LTE-M1 e NB-IoT.

No entanto, essas baterias têm resistência interna relativamente alta e taxas de reação química que reduzem sua capacidade utilizável quando sob condições de carga pulsada. Para superar essa limitação, o NBM7100 e o NBM5100 contêm dois estágios de conversão DC-DC de alta eficiência e um algoritmo de aprendizagem inteligente.

O primeiro estágio de conversão transfere energia da bateria para um elemento de armazenamento capacitivo a uma taxa baixa. O segundo estágio utiliza a energia armazenada para fornecer uma saída regulada programável de 1,8 V a 3,6 V com uma corrente de pulso alta de até 200 mA. O algoritmo de aprendizagem inteligente monitora a energia usada durante ciclos repetitivos de pulso de carga e otimiza a conversão DC-DC do primeiro estágio para minimizar a carga residual no capacitor de armazenamento. Quando não realiza um ciclo de conversão de energia em estado standby os dispositivos consomem menos de 50 nA.

Ambos os dispositivos são especificados acima de -40 °C a 85 °C, tornando-os adequados para ambientes comerciais internos e industriais externos. Um indicador de “bateria fraca” alerta o sistema quando a bateria atinge o seu limite funcional. Além disso, a proteção contra queda de energia inibe o carregamento do capacitor de armazenamento quando a bateria está próxima do fim de sua vida útil.

Uma interface serial está incluída para configuração e controle por um microcontrolador de sistema: I2C em NMB7100A e NBM5100A e interface serial periférica (SPI) nas versões NMB7100B e NBM5100B. Ambos os dispositivos podem prolongar a vida útil de baterias primárias de lítio com alta densidade de energia, incluindo células tipo moeda, tionil de lítio (ex: LS14250 1/2 AA) e tipos emergentes de impressão em papel, reduzindo assim a manutenção ao estender o intervalo de tempo entre as substituições de baterias. Além disso, o NBM5100A/B inclui um pino de balanceamento de tensão de capacitor para implementações baseadas em supercapacitores.

“A introdução deste produto que aumenta a vida útil da bateria sinaliza a expansão adicional da Nexperia em soluções de gerenciamento de bateria”, de acordo com Dan Jensen, gerente geral de ICs analógicos e lógicos BG da Nexperia. “Estamos entusiasmados em revelar esses produtos inovadores, complementares aos nossos produtos analógicos e lógicos existentes. O NBM7100 e o NBM5100 melhoram significativamente o desempenho da célula tipo moeda, o que ajuda a reduzir o desperdício de bateria em IoT, wearables e outras aplicações de consumo.”

Número de peça do dispositivo

Interface de ônibus

Começo automático

Tensão máxima do limite de armazenamento

Corrente máxima de carga

NBM7100A

2C

Suportado

11V

200mA

NBM5100A

2C

Suportado

5,5 V

150mA

NBM7100B

IPS

Não suportado

11V

200mA

NBM5100B

IPS

Não suportado

5,5 V

150mA

Os boosters de bateria NBM5100A/B e NBM7100A/B estão disponíveis em um pequeno pacote DHVQFN16 medindo 2,5 mm × 3,5 mm × 0,85 mm.

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