e-peas – Hochentwickelter Power Management IC für mehr Leistungsfähigkeit und effizienteres Energy Harvesting

e-peas_logo-2632x751 Nach dem Markteintritt für Leistungshalbleiter Anfang 2016 kündigt e-peas die Verfügbarkeit seines ersten ICs an. Der AEM10940 basiert auf e-peas’ eigens entwickelter Energy-Management-Technologie, mit der Elektronik-Hardware bei maximalem Wirkungsgrad Energie aus der Umgebung beziehen kann. Der Baustein befindet sich nun in der Serienfertigung und eignet sich für verschiedenste stromsparende Sensoranwendungen, die immer häufiger anzutreffen sind. Dazu zählen alle Aspekte rund um das Internet der Dinge (IoT), Wearables, Home Automation, industrielle Überwachung und drahtlose Ortung etc.

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Der hochintegrierte AEM10940 enthält einen äußerst stromsparenden Aufwärtswandler (mit einem Spitzenwirkungsgrad von 94%), eine Spannungsreferenz, Energiemanagement und LDO-Regler. Durch seine innovativen Kaltstart-Schaltkreise gelangt der Baustein in den aktiven Betrieb, selbst wenn minimal gespeicherte Energie vorliegt. Eine Eingangsspannung von nur 380 mV und nur 11 μW Leistung sind dabei mehr als ausreichend.

Der IC sammelt verfügbare Eingangsleistung bis 50 mW von einer zugewiesenen Energiequelle, z.B. von einer Solarzelle. Sein Aufwärtswandler (Eingangsspannungsbereich 100 mV bis 2,5 V) sorgt dann für das schnelle Laden eines angeschlossenen Energiespeichers, z.B. eines Li-Ionen-Akkus, einer Dünnschichtbatterie oder eines herkömmlichen bzw. Super-Kondensators. Im Gegensatz zu anderen Lösungen am Markt ermöglicht er eine fast 3-fache Laderate. Die beiden integrierten LDO-Regler bieten einen Wirkungsgrad von fast 98% über einen weiten Lastbereich. Sie sind mit einer Low-Voltage- bzw. High-Voltage-Versorgung versehen. Die Low-Voltage-Versorgung (1,8 V) kann bis zu 10 mA Laststrom bereitstellen und dient zum Betrieb des System-Mikrocontrollers. Die High-Voltage-Versorgung, die zwischen 2,2 und 4,2 V einstellbar ist, kann bis zu 80 mA Laststrom bereitstellen und versorgt u.a. den Funktransceiver des Systems, der z.B. BLE, Zigbee, SigFox oder LoRa unterstützt.

Neben seinem hohen Wirkungsgrad und den Kaltstartfähigkeiten unterscheidet sich der AEM10940 auch durch seine zahlreichen integrierten Funktionen. Dazu zählt vor allem der dual-geregelte Ausgang. Das gesamte Subsystem nimmt nur wenig Platz auf der Leiterplatte ein und benötigt nur eine Handvoll externer passiver/diskreter Bauelemente. Damit verringert sich der Zeit- und Entwicklungsaufwand erheblich.

Der AEM10940 wird im kompakten 24-poligen QFN-Gehäuse ausgeliefert.

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v.l.n.r. Hans-Ulrich Schröder, Roland Karasch, Geoffroy Gosset (e-peas) & Kai-Uwe Morscher