L’apprentissage automatique multiplie par 10 la durée de vie des piles bouton

Technologies | 11 août 2023

Par Nick Flaherty, A Delapalisse

convertisseurs CC/CC IA Piles bouton

Nexperia a lancé une gamme de puces « Coin Cell Battery Life Booster » conçues pour prolonger jusqu’à 10 fois la durée de vie d’une pile au lithium non rechargeable typique.

Les NBM5100 et NBM7100 utilisent deux convertisseurs DC-DC avec un élément de stockage et un algorithme d’apprentissage intelligent. Cela permet également de multiplier par 25 la capacité du courant de sortie de crête par rapport à une pile classique.

Cette prolongation de la durée de vie réduira considérablement la quantité de piles usagées dans l’internet des objets (IoT) de faible puissance et dans d’autres applications portables, tout en faisant des piles bouton une source d’énergie viable pour les applications qui ne pouvaient auparavant fonctionner qu’avec des piles AA ou AAA.

Les piles au lithium CR2032 et CR2025 ont une densité énergétique plus élevée et une durée de conservation plus longue. Par conséquent, elles sont couramment utilisées dans les applications à faible consommation, y compris les appareils équipés d’émetteurs-récepteurs Wi-Fi, LoRa, Sigfox, Zigbee, LTE-M1 et NB-IoT à faible consommation d’énergie.

Cependant, ces piles ont une résistance interne relativement élevée et des taux de réaction chimique qui réduisent leur capacité utilisable dans des conditions de charge pulsée. Pour surmonter cette limitation, les NBM7100 et NBM5100 contiennent deux étages de conversion DC-DC à haut rendement et un algorithme d’apprentissage intelligent.

Le premier étage de conversion transfère l’énergie de la batterie à un élément de stockage capacitif à un faible taux. Le deuxième étage utilise l’énergie stockée pour fournir une sortie régulée programmable de 1,8 V à 3,6 V avec un courant d’impulsion élevé pouvant atteindre 200 mA. L’algorithme d’apprentissage intelligent surveille l’énergie utilisée pendant les cycles d’impulsion de charge répétitifs et optimise la conversion DC-DC du premier étage afin de minimiser la charge résiduelle dans le condensateur de stockage. Lorsqu’ils n’effectuent pas de cycle de conversion d’énergie en mode veille, les dispositifs consomment moins de 50 nA.

Les deux composants sont spécifiés pour une température comprise entre -40 °C et 85 °C, ce qui les rend adaptés aux environnements commerciaux intérieurs et industriels extérieurs. Un indicateur de batterie faible alerte le système lorsque la batterie atteint son seuil de fonctionnement. En outre, la protection contre les baisses de tension empêche la charge du condensateur de stockage lorsque la batterie est proche de la fin de sa durée de vie.

Une interface série est incluse pour la configuration et le contrôle par un microcontrôleur système : I2C dans les versions NMB7100A et NBM5100A et interface périphérique série (SPI) dans les versions NMB7100B et NBM5100B. Les deux dispositifs peuvent prolonger la durée de vie des piles primaires au lithium à forte densité énergétique, y compris les piles bouton, les piles au lithium thionyle (ex : LS14250 1/2 AA) et les nouveaux types de piles imprimées sur papier, réduisant ainsi la maintenance en prolongeant l’intervalle de temps entre les remplacements de piles. En outre, le NBM5100A/B comprend une broche d’équilibrage de la tension du condensateur pour les implémentations basées sur des supercondensateurs.

« L’introduction de ce produit d’optimisation de la durée de vie des batteries signale la poursuite de l’expansion de Nexperia dans les solutions de gestion des batteries « , selon Dan Jensen, Directeur Général des circuits analogiques et logiques BG de Nexperia. « Nous sommes ravis de dévoiler ces produits innovants complémentaires à nos produits analogiques et logiques existants. Les NBM7100 et NBM5100 améliorent considérablement les performances des piles bouton, ce qui contribue à réduire le gaspillage de batteries dans les applications IoT, wearables et autres applications grand public. »

Numéro de pièce de l’appareil	Interface de bus	Démarrage automatique	Tension maximale de la capacité de stockage	Courant de charge maximal
NBM7100A	I2C	Soutenu	11V	200mA
NBM5100A	I2C	Soutenu	5.5V	150mA
NBM7100B	SPI	Non pris en charge	11V	200mA
NBM5100B	SPI	Non pris en charge	5.5V	150mA