没有最小只有更小，罗姆“BD70522GUL”DC/DC转换器实现纽扣电池10年驱动目标

作者:单祥茹  来源:中国电子商情

发布时间:2018-03-15

市场上，智能手机、可穿戴式设备以及IoT设备等使用电池驱动的电子设备越来越多。然而有一个问题始终困扰着设计人员：电池的续航能力越来越难以支撑人们对产品的高性能和丰富功能的要求。为了提高产品的设计灵活度并确保配置新功能所用的空间，要求这些产品上搭载的元器件的功耗要降低到极限，从而实现小型化并延长电池使用寿命。在电子元器件的小型化和低功耗方面，罗姆（ROHM）一直拥有较大技术优势。早在今年1月份，公司就向市场发售了一款升压型“BU33UV7NUX”DC/DC转换器，在同等功能下，该器件实现业界最高级别的7µA低功耗电流。时隔两个月，ROHM于3月初再次向市场上推出一款全新产品—“BD70522GUL”，它的消耗电流仅有180nA。这是目前业界消耗电流最小、内置MOSFET的降压型DC/DC转换器，旨在实现纽扣电池10年驱动目标。

对便携式电子设备而言，最小消耗电流180nA是一个具有里程碑意义的目标。通常，一粒纽扣电池的容量为100mAh，要使之连续工作10年，容许消耗电流要低于1.142µA。扣除系统中其他器件的容许消耗电流，电源本身的消耗电流要远低于这个值，甚至要低到不足200nA。

图1  采用独创的Nano Energy技术实现180nA超低消耗电流

一直以来，ROHM运用模拟设计技术和电源系统的工艺技术优势，并发挥垂直统合型生产体制的优势，致力于开发满足市场需求的电源IC。在“BD70522GUL”的研发过程中，这些优势再次得到发挥。“BD70522GUL”之所以能够实现180nA消耗电流这一目标，成功的关键在于，ROHM充分利用凝聚“电路设计”、“布局”、“工艺”三大尖端模拟技术优势而独创的Nano Energy技术。

图2  实现更低消耗电流的关键是利用现有技术大幅提高反馈电阻（红色）的阻值

据ROHM LSI技术开发担当先行电源技术开关部3G技术员鹤山元规先生介绍，在Nano Energy技术中，除了在“布局”和“工艺”上进行更优化的设计，“电路设计”对于实现180nA超低消耗电流起到了关键作用。他表示：“ROHM的方案是尽可能地提高电路中的反馈电阻阻值（如图2红色电阻）。在这个电路中，反馈电阻值越大，漏电流越小。理论上，在芯片内部这个阻值可以上调到100MΩ、1000MΩ，甚至万兆级别。但是电阻提高的同时，也会带来其他的研发课题，现有的技术将会出现瓶颈。目前我们掌握的最佳平衡点是100MΩ，这是一个比较合理的位置。”

“BD70522GUL”是以“纽扣电池10年驱动”为目标开发而成的超低功耗降压型电源IC。产品具备以下特点：

1、利用Nano Energy技术，实现世界最小的消耗电流180nA。利用凝聚新开发的独有控制电路、电源IC的最佳模拟元件布局、电源系统工艺0.35µm的BiCDMOS等ROHM在低消耗电流方面的模拟技术优势而诞生的超低消耗电流技术“Nano Energy”，实现了世界最小的消耗电流180nA。从而保证在无负载时（应用待机时）的电池驱动时间比普通产品延长1.4倍。

2、在更宽的负载电流范围实现高效率。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。

为了加快开发人员的产品研发进度，ROHM在推出“BD70522GUL”DC/DC转换器的同时，还同步推出了搭载该产品的评估板“BD70522GUL-EVK-101”，供研发人员选用。