효율성과 소형화(3.1 x 2.4mm WLCSP 또는 5 x 5mm QFN)에 최적화된 nPM1300은 I2C-호환 TWI (Two Wire Interface)를 통해 디지털 방식으로 구성할 수 있다. 이 디지털 인터페이스는 일반적으로 블루투스 LE (Bluetooth® Low Energy) 임베디드 설계에서 개별 부품으로 구현되는 하드 리셋(Hard Reset), 배터리 연료 게이지, 시스템 레벨 워치독, 전원 장애 경고 및 부팅 실패 복구 등과 같은 여러 시스템 관리 기능에 액세스하도록 해준다.
노르딕 세미컨덕터의 PMIC 제품 디렉터인 기에르 코사비크(Geir Kjosavik)는 '노르딕은 소형, 초저전력 IoT 애플리케이션에 최적화되지 않은 기존의 전력관리 솔루션의 한계를 극복하기 위해 PMIC 시장에 진출했다. 현재 시장에 제공되는 PMIC들은 설계자들이 개별 부품을 이용해 필수 기능을 구현해야 하는데, 이런 기능들은 PMIC 내부에서 처리할 수 있으며, 거의 비용 없이 구현이 가능하다. 노르딕은 바로 이러한 문제들을 해결했다'며 '이제 노르딕 고객들은 온칩 기능을 활용해 제품 안전을 강화하고, 추가로 배터리 에너지를 절감할 수 있게 됐다'고 말했다.
◇ 첨단 IoT를 위한 설계
nPM1300은 노르딕의 첨단 무선 멀티프로토콜 SoC (Systems-on-Chip)인 nRF52 및 nRF53 시리즈를 위한 고효율 전력 레귤레이션을 제공하기 위해 설계됐다. 이 PMIC는 4개의 레귤레이션 전원 레일과 배터리 충전기를 갖추고 있어 nRF5340 SoC와 같은 호스트를 비롯해 센서 등 여러 주변 장치 기능을 기반으로 하는 소형의 첨단 IoT 제품에 매우 적합하다. 예를 들어, 첨단 웨어러블 및 휴대용 의료기기 애플리케이션 등을 들 수 있다.
nPM1300 PMIC는 4.0V~5.5V의 외부 전원공급장치와 최저 2.4V의 배터리 전압으로 동작할 수 있다. 2개의 전원 레일은 최대 200mA 전류로 1.0V~3.3V 사이에서 구성이 가능한 별도의 DC/DC 벅 컨버터로 레귤레이션된다. 다른 2개의 전원 레일은 외부 소스로부터 최대 100mA의 전류를 스위칭할 수 있는 부하 스위치로 동작하며, nPM1300으로 직접 전원이 공급되는 경우에는 LDO (Low Drop Out) 전압 컨버터로도 기능할 수 있다. LDO로 동작하는 경우 이러한 전원 레일 출력은 최대 50mA의 출력 전류로 1.0V 및 3.3V 사이에서 구성할 수 있다. 레귤레이션되지 않는 입력 전압 또한 nPM1300의 출력으로 사용할 수 있다.
nPM1300은 최대 800mA 충전 전류를 지원하는 선형 충전 모듈로, 단일 셀 리튬이온(Li-ion), 리튬폴리머(Li-Pol) 및 리튬인산철(LiFePO4) 배터리를 충전할 수 있다. 종단 전압은 3.5V~4.45V까지 프로그램할 수 있다. 이 배터리 충전기는 충전 중 최대 칩 온도를 프로그래밍할 수 있는 자동 온도 조절 특성을 갖추고 있어 시스템의 모든 요구사항에 따라 조정할 수 있는 간단한 온도 관리 기능을 제공한다.
◇ USB 포트 감지 등 추가 기능 지원
노르딕 PMIC 제품군은 nPM1300을 통해 다양한 새로운 첨단 기능을 제공한다. USB 포트 감지 기능은 표준 USB의 경우 100mA 또는 500mA, USB-C PD (Power Delivery)의 경우 최대 1500mA의 자동 전류 제한이 가능하다. 또한 메인 전원 연결이 제거되면, 자동으로 배터리 전원으로 전환되는 동적 전원 경로 관리 기능과 정확한 연료 측정을 위한 전압, 전류 및 온도 모니터링 기능도 제공된다.
이러한 시스템 관리 기능 외에도 프로그래밍이 가능한 웨이크업 타이머를 이용한 초저전류 최대 절전 모드도 지원된다. 또한 이 PMIC는 3개의 LED 드라이버와 5개의 GPIO를 갖추고 있어 시리얼 명령의 대안으로, 직접 제어 라인을 시간에 민감한 제어 기능으로 전환할 수 있다.
nPM1300은 현재 제한적으로 샘플이 공급되고 있으며, 2023년 중반부터 노르딕 유통 업체를 통해 구매할 수 있다.
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