Ultrakompakte Buck-Boost-Evaluierungsplatine für batteriebetriebene Geräte

Batteriebetriebene Produkte wie Wearables, IoT-Geräte, Smartphones und tragbare Unterhaltungselektronik erhöhen kontinuierlich die Nachfrage nach kleineren und energieeffizienteren Lösungen für das Energiemanagement. ROHM hat die Evaluierungsplatine BD83070GWL-EVK-002 vorgestellt, um Entwicklern die Bewertung und schnellere Implementierung seines stromsparenden Buck-Boost-DC-DC-Wandlers in Anwendungen mit begrenztem Bauraum zu ermöglichen.

Referenzdesign für die Entwicklung kompakter Stromversorgungen
Stromversorgungsschaltungen in tragbaren elektronischen Geräten müssen auch bei schwankender Batteriespannung eine stabile Ausgangsspannung bereitstellen. Buck-Boost-DC-DC-Wandler erfüllen diese Anforderung, indem sie automatisch zwischen Abwärts- und Aufwärtswandlung wechseln und dadurch einen effizienten Betrieb über den gesamten Entladebereich der Batterie ermöglichen.

Die Evaluierungsplatine BD83070GWL-EVK-002 demonstriert die Leistungsfähigkeit des synchronen Buck-Boost-DC-DC-Wandlers BD83070GWL von ROHM, der für Produkte mit kleinen Batterien und anderen begrenzten Energiequellen entwickelt wurde. Der Wandler erreicht einen Wirkungsgrad von bis zu 97 % bei einem Ruhestrom von lediglich 2,8 µA. Dadurch wird der Energieverbrauch im Bereitschaftsbetrieb reduziert und die Batterielaufzeit verlängert.

Ultrakompaktes Leiterplattenlayout für platzkritische Elektronik
Ein zentrales Entwicklungsziel der Evaluierungsplatine war die Minimierung der benötigten Leiterplattenfläche. Das vollständige Referenzdesign integriert den Wandler-IC, eine Induktivität, Kondensatoren sowie insgesamt fünf Bauteile auf einer Bestückungsfläche von lediglich 12,87 mm² (3,3 mm × 3,9 mm).

Nach Angaben von ROHM fällt diese Fläche kleiner aus als bei herkömmlichen Buck-Boost-DC-DC-Wandlerlösungen, einschließlich Varianten mit integrierter Induktivität. Das kompakte Layout unterstützt Entwickler bei Stromversorgungsdesigns, bei denen die verfügbare Leiterplattenfläche einen direkten Einfluss auf Produktdesign, Batteriekapazität oder die Integration zusätzlicher Funktionen hat.

Entwicklungsunterlagen für eine schnellere Produktrealisierung
Über die Hardware hinaus wird die Platine als vollständiges Referenzdesign bereitgestellt. ROHM stellt Entwicklungsunterlagen wie Schaltpläne, Leiterplattenlayouts, Schaltungsmuster sowie eine Stückliste (BOM) zur Verfügung. Diese Ressourcen sollen den Entwicklungsaufwand bei der Anpassung des Referenzdesigns an Serienprodukte reduzieren und den Übergang von der Evaluierung zur Serienentwicklung beschleunigen.

Die Evaluierungsplatine ist über Online-Distributoren wie DigiKey und Farnell erhältlich.

Einsatzbereiche in Wearables, mobilen Geräten und IoT-Anwendungen
Das Referenzdesign richtet sich an kompakte batteriebetriebene Systeme, bei denen Leiterplattenfläche und Energieeffizienz entscheidende technische Anforderungen darstellen. Typische Einsatzgebiete sind Smartwatches, smarte Ringe, biometrische Sensorgeräte, AR- und VR-Systeme, Smartphones, KI-Sensorknoten, Bluetooth-Low-Energy-Geräte, intelligente Türschlösser, kompakte Drohnen, kabellose Ohrhörer, digitale Schlüssel, elektronische Zigaretten sowie elektrische Zahnbürsten.

Diese Anwendungen profitieren von einer stabilen Ausgangsspannung bei wechselnden Batteriespannungen sowie von geringem Ruhestrom und einer kompakten Leiterplattenbelegung.

Zusätzlicher Kontext: Technische Spezifikationen und Wettbewerbsvergleich, die in der ursprünglichen Produktankündigung nicht enthalten waren
Buck-Boost-DC-DC-Wandler für tragbare Elektronik werden von mehreren Halbleiterherstellern angeboten, darunter Analog Devices, Texas Instruments, Monolithic Power Systems, Microchip Technology und STMicroelectronics. Objektive Vergleichskriterien sind unter anderem Wirkungsgrad, Ruhestrom, Eingangsspannungsbereich, maximaler Ausgangsstrom, Schaltfrequenz, Gehäuseabmessungen sowie die insgesamt benötigte Leiterplattenfläche.

Der BD83070GWL unterstützt einen Eingangsspannungsbereich von 2,0 V bis 5,5 V sowie wählbare Ausgangsspannungen von 2,5 V oder 3,3 V. Unter den spezifizierten Betriebsbedingungen liefert der Wandler einen Ausgangsstrom von bis zu 1 A und verfügt über eine automatische Umschaltung zwischen PFM- und PWM-Betrieb. Mit einem Ruhestrom von lediglich 2,8 µA eignet sich die Lösung insbesondere für batteriebetriebene Anwendungen mit geringen Standby-Verlusten. Die Evaluierungsplatine demonstriert eine Implementierung mit nur fünf externen Bauteilen auf einer Bestückungsfläche von 12,87 mm². Diese Eigenschaften machen die Plattform besonders geeignet für Anwendungen, bei denen eine kompakte Leiterplattenauslegung und ein geringer Energieverbrauch im Leerlauf wichtiger sind als eine maximale Ausgangsleistung.

Bearbeitet von Sucithra Mani, Redakteurin bei Induportals – mit Unterstützung von KI angepasst.

www.rohm.de