노르딕 세미컨덕터는 업계에서 검증된 자사의 PMIC 제품군인 nPM1300의 성공 공식을 바탕으로 새로운 ‘nPM1304’ PMIC를 출시했다고 밝혔다. nPM1304는 소형 배터리를 필요로 하는 공간 제약형 애플리케이션에 최적화된 솔루션이다. 소형 배터리는 에너지 예산(전력 사용한도)이 극히 제한적이고, 가능한 가장 낮은 전력으로 모든 기능을 구동해야 하는 까다로운 요구 조건이 수반된다.
소형 배터리 제품을 위한 업계 최초의 초저전력 정밀 연료 게이지 기능
nPM1304 PMIC은 크기가 제한적인 저전력 애플리케이션을 위한 독보적인 시스템 관리 기능과 정밀 연료 게이지(배터리 잔량 측정) 기능을 제공한다. 노르딕 고유의 알고리즘 기반 연료 게이지 방식은 전압, 전류, 온도 모니터링과 배터리 특성에 대한 수학적 모델을 결합하여 배터리 충전 상태를 정밀하게 측정할 수 있다.
이 방식은 쿨롱 카운터 같은 연료 게이지 전용 디바이스와 유사한 정확도를 제공하면서도, 추가적인 전력소모나 누적 오차 문제를 유발하지 않는다. 노르딕은 소형 배터리의 에너지 예산에 부합하는 전력소모로 오늘날 제품 사용자들이 기대하는 수준의 연료 게이지 정확도를 제공하는 최초의 기업이다.
연료 게이지 전용 디바이스는 일반적으로 제품이 활성화된 상태에서 최대 50µA, 대기 상태에서는 7µA의 전류를 소모한다. 예를 들어, 평균 전류 소비량이 200µA인 제품의 경우, 기존의 연료 게이지 방식은 전체 에너지 예산에서 과도한 비중을 차지함으로써 지속성을 유지하기 어렵다. 반면, 노르딕 솔루션은 활성 상태에서 8µA, 대기 상태에서는 전혀 전류를 소모하지 않기 때문에 배터리 수명을 크게 단축시키지 않으면서도 충전 상태를 정확하게 추산할 수 있다.
배터리 충전 기능 지원
nPM1304는 4mA ~ 100mA의 충전 전류를 지원하고, 3.5V ~ 4.65V까지 충전 종료 전압을 프로그래밍할 수 있는 선형 충전 모듈을 탑재하고 있어 단일 셀 리튬이온(Li-ion), 리튬폴리머(Li-poly), 리튬인산철(LiFePO4) 배터리를 충전할 수 있다. 또한, 이 배터리 차저는 충전 중 칩의 최대 온도를 프로그래밍할 수 있는 자동 온도 조절 기능도 갖추고 있다.
차세대 애플리케이션을 위한 설계
nPM1304는 스마트 링, 스포츠 활동 추적기, 개인용 헬스케어 모니터링 기기 등 소형 충전식 배터리를 이용하는 모든 제품에 적합하다.
노르딕 세미컨덕터의 PMIC 제품 디렉터인 게이르 코사비크(Geir Kjosavik)는 “소형의 커넥티드 센서 기기에 대한 수요가 빠르게 증가하면서, 컨슈머 및 헬스케어 분야의 노르딕 고객들은 소형 폼팩터 제품의 한계를 넘어 혁신을 거듭하고 있다”고 설명하고, “nPM1304는 초저전력 소모로 배터리 잔여 수명을 정확하게 예측할 수 있는 혁신적인 솔루션으로, 시장의 요구에 완벽하게 부합한다”고 밝혔다.
nPM1304는 노르딕의 초저전력 무선 SoC 제품군인 nRF52, nRF53, nRF54 시리즈를 비롯해 다양한 마이크로컨트롤러(MCU)의 전원공급장치를 관리하고, 최적화함으로써 최대 효율성과 소형화를 실현할 수 있도록 지원한다.
단일 칩으로 포괄적인 시스템 기능 제공
nPM1304는 nPM1300 PMIC와 동일한 시스템 기능을 갖추고 있다. 배터리 충전 및 연료 게이지 기능 외에도, 2개의 초고효율 벅 컨버터와 2개의 부하 스위치 및 LDO 전압 컨버터, 5개의 GPIO 및 3개의 LED 드라이버 등이 통합되어 있다.
또한, I2C 호환 TWI 인터페이스를 통해 1개 또는 2개의 버튼으로 작동하는 통합 하드 리셋 기능과 정밀 배터리 잔량 측정, 시스템 레벨 워치독, 전력손실 경고 및 부팅 실패 시 복구 등과 같은 다양한 첨단 시스템 관리 기능을 쉽게 구성할 수 있다. 일반적으로 5개 이상의 개별 부품이 필요한 이러한 기능을 단일 칩에 통합함으로써 최종 제품의 BoM 또한 절감할 수 있다.
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