作为一个普通消费者,可穿戴设备等小型电子产品待机时间有限往往让我们大为恼火,有时候正在跑步,手环却不能记步了,有时候正在听音乐,蓝牙耳机却没电了,可以想象用户当时的心理阴影面积有多大。而这些产品的待机时间取决于电池容量大小,小型设备本身又不允许配置大电池,因此设计厂商也很无奈。可见只能从节能的角度来延长待机时间了。罗姆推出了超低消耗电流技术“Nano Energy”,实现了当前世界最小的消耗电流 180nA。

 


ROHM 半导体(上海)有限公司设计中心经理陈行乐

 

布局+电路设计+工艺成就 Nano Energy 技术

什么是 Nano Energy 技术?其低功耗技术是怎样实现的?ROHM 半导体(上海)有限公司设计中心经理陈行乐介绍,“这项技术得益于布局、电路设计和工业三方面的技术优势。电路要做到超低功耗,主要取决于基准电压和监控这两部分,具体数据不方便透露,但是它是直线型下降。在基准电压消耗方面,我们主要考虑了两种情况,一个是超轻负载下,一个是重载下,也就是最大能力承受的电流。作为一个电子产品,负载会发生变化,当负载瞬间从小到大如何平滑的变化?我们在负载波响应方面做了研发。针对线路设计做了布局改善,电阻呈指数型变大。以往的产品电阻都是外置,如果将芯片内置可以针对噪音的敏感度,因此我们完全靠芯片的布局来做改善。针对噪音的敏感度,我们也做了技术研发。针对工艺特别是电阻,一个要内置,二是电阻变大对工艺要求非常高。比如,电阻从 100K 到 100M 时,电源芯片成本也会上升。因为 ROHM 是做电阻起家的,电阻 IP 是我们的核心技术。要把电阻移到里边,并把电阻成倍的放大,同时不增大芯片面积的前提下,我们在内部研发了电阻。”

 

在更宽的负载电流范围实现高效率

 


基于 Nano Energy 技术,ROHM 推出了 DC/DC 转换器“BD70522GUL”。陈行乐解释,“其内置低损耗 MOSFET,负载模式搭载根据负载电流自动无缝切换的 Seamless Switching Mode Control (SSMC)功能,在消耗电流 1µA 以下的 DC/DC 转换器中,在业界最宽范围(10μA~500mA)实现 90%以上的功率转换效率。在众多电子设备和应用的不同状态下实现高效率的功率转换,有助于延长电池的驱动时间。”

 

来自 ROHM 的数据显示,最小消耗电流 180nA 的情况下,这款产品使无负载的电池驱动时间比普通产品长 1.4 倍,纽扣电池使用时间可以延长到 10 年,非常适用于蓄电池和小型电池驱动的可穿戴式设备、IoT 设备

 


左侧:上一代产品的演示板;右侧:基于 BD70522GUL 的太阳能转换系统

 

两块演示板分别带着同型号的太阳能发电板,当光照由强变弱时,右侧显示电压降低较慢,因为其功耗低。

 

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