STMicroelectronics Energy Harvester und Akkulader in einem

Alle Funktionen, die nötig sind, um mit einer Solarzelle oder einem thermoelektrischen Generator elektrische Schaltungen mit Strom zu versorgen, oder Akkus zu laden, hat ST in den SPV1050 integriert.

Damit eignet sich der Energy-Harvesting-IC vor allem für Anwendungen mit einem Leistungsbedarf von wenigen Mikrowatt bis zu mehreren Milliwatt. Er ist für Consumer- und Industrie-Anwendungen im Indoor- wie im Outdoor-Bereich einsetzbar. Neben seinem extrem geringen Eigenstromverbrauch, zeichnet sich der IC durch mehr integrierte Funktionen als Wettbewerbsprodukte aus. Dies trägt zur weiteren Miniaturisierung bei und senkt die Materialkosten. So enthält der IC Regler für 1,8 und 3,3 V, mit denen sich ein ergänzender Mikrocontroller oder Funksender direkt und ohne zusätzliche Bauelemente versorgen lässt. Sein Maximum Power-Point Tracking (MPPT) ist wahlweise deaktivierbar. Seine Akkuschaltungen unterstützen ein breites Spektrum von Akkuarten vom Lithium-Ionen- und Lithium-Polymer-Akku bis zu Lithium-Dünnschicht-Feststoff-Akkus, NiMH- und NiCd-Akkus bis zu Superkondensatoren.

»Die Energy Harvesting Technologie wird umso stärker genutzt, je weiter die Energieumwandlungs-Effizienz zunimmt und je weniger Leistung typische Systeme benötigen«, stellt Matteo Lo Presti, Group Vice President und General Manager der Industrial and Power Conversion Division von STMicroelectronics fest, »seine Betriebs- und Energy-Harvesting-Effizienz, gepaart mit seiner Flexibilität und Feature-Integration, gibt Ingenieuren die Möglichkeit, mit dem SPV1050 zahlreiche neue Chancen auf dem Industrie- und Consumermarkt wahrzunehmen«.

So ermöglicht der im SPV1050 enthaltene Auf-/Abwärtswandler durch seinen Eingangsspannungsbereich von 180 mV bis 8 V eine vielfältige Verwendung sowohl im In- als auch im Outdoor-Bereich. Sein durchschnittlicher Wirkungsgrad von 90 Prozent gestattet ein zügiges Laden auch bei geringem Energieangebot am Eingang. Mit einer minimalen Genauigkeit der MPPT-Funktion von 90 Prozent bürgt er zudem für einen maximalen Energieertrag aus Solar- und thermoelektrischen Generatoren (TEG). Seine integrierte Akkuladesteuerung nutzt sehr präzise Grenzwerte zum Erkennen zu niedriger Spannung und des Ladeendes. Zudem sorgt sie mit ihrer sicheren Steuerungslogik dafür, dass jegliche Tiefentladung im Interesse einer langen Akkulebensdauer unterbleibt.

In die Massenproduktion wird der SPV1050 im 1. Quartal 2014 gehen. Wahlweise wird er dann im 3  x 3 x 1 mm großen QFN-20-Gehäuse oder in WLCSP-Ausführung mit 20 Lötkontakten als geprüfte, ungesägte Wafer zur Verfügung stehen. Bei einer Auftragsmenge ab 1000 Energy-Harvesting-ICs beträgt der Nettostückpreis 1,15 Dollar.