Aktuelle Entwicklungen im Bereich von Ultra Low Power

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Durch hochohmige Widerstände entsteht allerdings ein Feedback-Knoten mit hoher Impedanz. Hier können sich leicht Störungen einkoppeln. Um dies zu verhindern, wird die Ausgangsspannung beim ADP5301 mithilfe eines Widerstands nach Masse eingestellt.

Während des Einschaltens wird anhand des externen Einstellwiderstandes überprüft, welche Spannung generiert werden soll. Dadurch muss nicht ständig Strom durch diesen Einstellwiderstand fließen. Während des Betriebes werden dann in den IC integrierte, sehr hochohmige Widerstände von ca. 50 MΩ genutzt, um die Ausgangsspannung zu überwachen.

Bild 1 zeigt einen Anwendungsfall mit einer Batterie als Energiequelle. Durch hoch effiziente Energy-Harvester-Lösungen ist in einigen IoT-(Internet of Things)Anwendungen gar keine Batterie mehr notwendig. Die notwendige Energie kann durch eine kleine Solarzelle generiert werden. Bild 2 zeigt typische Effizienzkurven des ADP5301. Beispielsweise kann bei einem Laststrom von 10 µA bei einer Ausgangsspannung von 3,3 V eine Effizienz von 93% – je nach Eingangsspannung – erreicht werden. Um derartig hohe Effizienzen bei so geringen Strömen zu erzielen, wird bei geringen Lasten im Hysterese-Modus gearbeitet.

Um die Betriebszeit von netzspannungsunabhängigen ‚Internet of Things‘-Knoten zu erhöhen, gibt es drei Bereiche, in denen sich Fortschritte erzielen lassen. Die Energiequelle, wie beispielsweise Batterien oder Energy Harvester, kann verbessert werden.

Die Anwendung an sich lässt sich durch energiesparende Mikrokontroller und Sensoren energiesparender gestalten. Erstaunliche Verbesserungen sind ebenfalls mit der hohen Wandlereffizienz moderner ULP-Spannungswandler möglich.

* Frederik Dostal arbeitet im technischen Management für Power Management in Industrieanwendungen bei Analog Devices in München.

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