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Maxim-PMIC für Wearables

50 % kleiner und deutlich sparsamer

12. April 2017, 10:02 Uhr | Matthias Heise

Wearables für Medizin- und Fitnessanwendungen müssen klein sein, und dennoch mit einer Batterieladung möglichst lange funktionieren.

Ein neuer PMIC von Maxim mit SIMO-Architektur verkleinert Stromversorgungslösungen von Wearables für Medizin- und Fitnessapplikationen um bis zu 50 %. Durch die geringe Eigenstromaufnahme wird zusätzlich die Batterielebensdauer verlängert.

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Der PMIC (Power Management Integrated Circuit) MAX20310 von Maxim Integrated hat nur eine geringe Eigenstromaufnahme (I_Q) und beinhaltet Buck/Boost-Wandler und LDOs. Mit einer Eingangsspannung zwischen 0,7 V und 2 V kommt es sowohl für neue Batteriearchitekturen mit hoher Energiedichte wie Zink-Luft oder Silberoxid, als auch für herkömmliche Alkali-Batteriearchitekturen in Frage.

Bei der Entwicklung von Wearables für Medizin- und Fitnessanwendungen gilt es mehrere Faktoren zu berücksichtigen, unter anderem einen extrem kleinen Formfaktor und eine längere Batterielaufzeit. Für eine durchdachte Stromversorgungsstruktur benötigen Entwickler üblicherweise diskrete Bauelemente, die jedoch viel wertvolle Leiterplattenfläche beanspruchen und eine hohe Eigenstromaufnahme aufweisen. Dadurch wird der Batterie unnötigerweise Energie entnommen, wenn sich das Gerät im Ruhezustand befindet. Zusätzliche Herausforderungen ergeben sich im klinischen Einsatz, da sich Keime an den Kontakten, Clips und Ladeanschlüssen wiederaufladbarer Lösungen ansammeln können.

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Auf der Basis einer neuartigen SIMO-Architektur (Single-Inductor Multiple-Output) stellt der MAX20310 mit einer einzigen Induktivität vier Ausgänge bereit. Dieser hohe Integrationsgrad halbiert die Größe der Lösung gegenüber einem vergleichbaren diskreten Aufbau. Die Eigenstromaufnahme sinkt außerdem um mehr als 40 %, was die Batterielaufzeit entsprechend verlängert. In klinischen Umgebungen lassen sich auf Primärzellen basierende Architekturen als hermetisch versiegelte Einheiten realisieren, die sich zwischen ihren Einsätzen sicher desinfizieren lassen oder sogar vollständig entsorgt werden können, um jegliche Infektion von Patient zu Patient auszuschließen. Ideal geeignet ist der MAX20310 für Anwendungen wie nicht wiederaufladbare medizinische Pflaster, die Umgebungs- oder Geräteüberwachung sowie diskrete Sensoren für das Industrial Internet of Things (IIoT). Der für einen Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +85 °C ausgelegte MAX20310 wird in einem 1,63 x 1,63 mm² messenden Wafer-Level Package (WLP) angeboten.