Türchen 9 – nPM1304 / nPM1300 Power Management IC

nPM1304

Hochintegrierter PMIC mit Support für kleine Batterieprodukte

Der nPM1304 ist ein hochintegrierter, ultra-low-power Power-Management-IC (PMIC), der für kompakte, batteriebetriebene Geräte wie Smart Rings, Körpersensoren oder Anwendungen mit kleinen Batterien entwickelt wurde. Er unterstützt Ladeströme bis hinunter zu 4 mA und bietet als Branchenneuheit eine präzise Ladezustandsmessung („Fuel Gauging“) mithilfe von Nordic‘s algorithmusbasierter Methode. Diese kombiniert Spannungs-, Strom- und Temperaturdaten mit einem Batteriemodell, um eine genaue Schätzung des Ladezustands zu ermöglichen – ohne Nachteile herkömmlicher Coulomb-Zähler.

Wichtige Systemverwaltungsfunktionen – wie Hard Reset, Watchdog, Power Loss Warning und Boot-Recovery – sind über eine I²C-kompatible Two-Wire-Schnittstelle (TWI) zugänglich. Dadurch wird der Bedarf an separaten Komponenten reduziert und das Design vereinfacht.

Der nPM1304 versorgt effizient Nordic‘s nRF52-, nRF53-, nRF54L- und nRF54H-SoCs sowie andere Mikrocontroller und behält dabei eine kompakte Bauform bei.

Wichtige Vorteile

Intelligente Systemverwaltungsfunktionen: Ersetzen separate Systemmanagement-Komponenten wie dedizierte Reset-ICs oder externe Watchdogs.
Ultra-niedriger Stromverbrauch mit präziser Ladezustandsmessung: Für die Überwachung des Batterieladezustands und die zuverlässige Abschätzung der Batterielaufzeit.
USB‑C kompatibles Batterieladegerät: Unterstützt Einzelzellen-Lithium-Ionen-, Lithium-Polymer- und Lithium-Eisenphosphat-Batterien bis zu 4,65 V.

Wichtige Merkmale

Batterieladegerät mit 4 – 100 mA
Zwei 200 mA Buck-DCDC-Regler
Zwei 100 mA Lastschalter / 50 mA LDOs
370 nA Ship Mode & 500 nA Hibernate Mode
Hard Reset für eine oder zwei Tasten
Präzise Ladezustandsmessung (Fuel Gauge)
Systemweiter Watchdog und Boot-Wiederherstellung bei Fehlstart
Intelligente Warnung bei Stromausfall
Fünf GPIOs
Drei LED-Treiber
Steuerung über I²C-kompatible TWI-Schnittstelle
USB‑C kompatibel

Getting started

NPM1304-CAAA-R

3.1 x 2.4 mm
WLCSP

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NPM1304-QEAA-R

5 x 5 mm
QFN32

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nPM1304

Evaluation Kit

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nPM1300

Power Management IC mit einzigartigen Systemverwaltungsfunktionen

Der nPM1300 ist ein hochintegrierter Power-Management-IC (PMIC) für wiederaufladbare, batteriebetriebene Produkte. Er ist speziell dafür ausgelegt, optimal mit Nordic’s nRF52-, nRF53-, nRF54L/H- und nRF91-Serien zusammenzuarbeiten, kann jedoch auch mit Nicht-Nordic-Hosts verwendet werden.

Er kombiniert ein lineares Ladegerät für Li-Ionen-, Li-Polymer- und LiFePO₄-Batterien (32–800 mA), zwei 200 mA Buck-DC/DC-Regler sowie zwei Dual-Purpose-50 mA LDOs / 100 mA Lastschalter. Zusätzlich bietet er eine ungeregelte Hochstrom-Schiene, wodurch effiziente Multi-Rail-Stromversorgungskonzepte mit sehr wenigen externen Komponenten möglich werden.

Darüber hinaus integriert der nPM1300 zahlreiche Systemfunktionen wie extrem niedrigleistungsfähige Ship- und Hibernate-Modi, präzise Ladezustandsmessung (Fuel Gauging), systemweiten Watchdog, Stromausfallwarnung, Boot-Wiederherstellung bei Fehlstarts, Hard-Reset-Logik, GPIOs und LED-Treiber. Alle Funktionen sind über eine I²C-kompatible TWI-Schnittstelle steuerbar und der Eingang ist USB‑C kompatibel.

Wichtige Vorteile

Intelligente Systemverwaltungsfunktionen: Ersetzen separate Systemmanagement-Komponenten wie dedizierte Reset-ICs oder externe Watchdogs.
Ultra-niedriger Stromverbrauch mit präziser Ladezustandsmessung: Für die Überwachung des Batterieladezustands und die zuverlässige Abschätzung der Batterielaufzeit.
USB‑C kompatibles Batterieladegerät: Unterstützt Einzelzellen-Lithium-Ionen-, Lithium-Polymer- und Lithium-Eisenphosphat-Batterien bis zu 4,45 V.

Wichtige Merkmale

Hocheffizienter PMIC mit integrierten Systemverwaltungsfunktionen
Präzise Ladezustandsmessung (Fuel Gauge) mit Host-SoC/MCU
Watchdog und Boot-Timer
Stromausfallwarnung und Tasten-Hard-Reset
800 mA Batterieladegerät
Unterstützt Li-Ionen-, Li-Polymer- und LiFePO₄-Batterien
Vier individuell steuerbare Stromversorgungs-Schienen
Zwei hocheffiziente Buck-Regler mit 200 mA Stromlimit
Zwei 100 mA Lastschalter oder 50 mA LDOs
Eingangsregler mit USB-Unterstützung
USB‑C kompatibel
Ship- und Hibernate-Modi
Fünf GPIOs und drei LED-Treiber
Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +85 °C

Getting started

NPM1300-CAAA-R

3.1 x 2.4 mm
WLCSP

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NPM1300-QEAA-R

5 x 5 mm
QFN32

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nPM1300

Evaluation Kit

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Ladezustandsmessung (Fuel gauging)

Extrem niedriger Stromverbrauch und hochpräzise Ladezustandsmessung für kleine Batterieprodukte

Der nPM1304 PMIC bietet einzigartige Systemverwaltungsfunktionen und eine präzise Ladezustandsmessung für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch und begrenztem Platz. Nordics algorithmusbasierte Methode zur Ladezustandsmessung nutzt Spannungs-, Strom- und Temperaturüberwachung in Kombination mit einem mathematischen Batteriemodell, um den Ladezustand der Batterie zu schätzen. Diese Methode erreicht eine Genauigkeit, die mit dedizierten Fuel-Gauge-Geräten wie Coulomb-Zählern vergleichbar ist – jedoch ohne deren zusätzlichen Energieverbrauch und die typische Fehlerakkumulation.

Ein dediziertes Fuel-Gauge-Gerät kann im aktiven Betrieb bis zu 50 µA und im Schlafmodus 7 µA verbrauchen. Bei einem Produkt mit beispielsweise 200 µA durchschnittlichem Stromverbrauch würde die herkömmliche Ladezustandsmessung einen nicht tragbaren Anteil am gesamten Energiehaushalt darstellen. Der nPM1304 hingegen benötigt nur 8 µA im aktiven Betrieb und keinen Strom im Schlafmodus, wodurch er präzise Ladezustandsschätzungen liefert, ohne die Batterielebensdauer merklich zu verkürzen.

Der Schätzalgorithmus kann sowohl auf Nordics stromsparenden Wireless SoCs als auch auf anderen Mikrocontrollern (MCUs) ausgeführt werden und erfordert keine zusätzliche Hardware.