使用 Nordic 電源管理 IC 可減少元件數量，且無需程式碼即可進行設定

新型可充電式無線應用的設計要求很簡單：延長裝置運作時間，並塞入更多功能。若要在效能和功耗之間取得適當平衡，通常需要先選擇元件及解決硬體和軟體問題，然後再從各方面評估優缺點並予以權衡取捨。

Nordic Semiconductor 推出電源管理積體電路 (PMIC)，以更簡單的方式解決這個難題。此種電路內建多種智慧型系統管理功能，可免除對多種離散元件的倚賴，並且無需程式碼即可進行設定。

Nordic 的 nPM1300 系列屬於多功能的內建 PMIC，可支援各種 Nordic 和非 Nordic 主機裝置，適用於穿戴式裝置、手持式娛樂裝置、IoT 感測器或個人醫療設備等應用。

PMIC 產品組合包含一個充電器，最高可提供 800 mA，並提供高達 500 mA 的可調式穩定電壓。IC 還包含四個單獨可控的電軌：兩個可設定的雙模式降壓穩壓器，和兩個雙用途 50 mA LDO/100 mA 負載開關 (可作為開關或線性穩壓器使用)。

nPM1300 還加入電量計，使主機裝置能夠讀取電池溫度、電壓和電流。設計人員能利用與庫侖計數器相當的充電狀態來進行估計，而且功耗明顯降低許多。

八合一

其他整合特點包括系統層級的監控設備和硬重置。根據 Nordic 的說明，產品設計人員使用其 PMIC，可以將八個晶片和其他元件的功能整合到一個小型封裝內；這些元件通常是低功耗藍牙 (BLE) 嵌入式設計的離散元件。

板載充電器可以為鋰離子電池、鋰聚合物電池或 LiFePO4 電池充電。連接至 VBAT 引腳的電池組必須包含過壓保護、欠壓保護、過電流放電保護電路，且若無 NTC 熱敏電阻，還須包含一個熱熔保險絲以防止過熱。nPM1300 系列亦支援 USB-C，進行功率和資料通訊。

nPM1300-CAAA-R (圖 1) 採用 3.1 x 2.4 mm WLCSP 封裝。其他產品 (如 nPM1300-QEAA-R7) 則採用 5 x 5 mm QFN32 封裝。

圖 1：Nordic Semiconductor nPM1300 電源管理 IC 示意圖。(圖片來源：Nordic Semiconductor)

設定 nPM1300

設計人員可以使用 Nordic 在 nRF Connect 桌上型軟體中的 nPM PowerUp 應用程式 GUI，對 nPM1300 執行所有設定。設定完成後，可以將設定匯出為程式碼，在 MCU 的應用程式中實作。

設定應用程式也可與 Nordic 的 nPM1300-EK 評估板 (圖 2) 搭配使用，更輕鬆評估與實作 nPM1300。評估板的公排針可存取所有 nPM1300 PMIC 連接和外部測試設備；包含三個 LED 和四個按鈕，可評估 nPM1300 PMIC 的 GPIO 和 LED 驅動器的功能。

圖 2：nPM1300-EK 板有助於更輕鬆設定和實作 nPM1300 電源管理 IC。(圖片來源：Nordic Semiconductor)

Nordic 還提供 nPM-FG 電量計板擴展元件，可在分析電池時作為恆定電流流入元件。PMIC、設定軟體、評估套件和電量計板擴展元件可用於分析電源及開發模型。該模型可提供穩定且精準的充電狀態預測，且典型誤差低於 ±3%。

可以使用 Nordic 的電量計演算法，匯出 nPM PowerUP 產生的電池模型，用於任何應用程式中。此演算法可在大多數 Nordic 主機上執行，並且能與其他非 Nordic SoC 相容。

結論

產品設計人員必須將更多功能整合到更小的封裝內，以因應建立新型電池供電裝置時會遇到的挑戰。Nordic Semiconductor 的 nPM1300 系列可提供強大的多功能電源管理，適合需要長壽命、小巧外形的高效能系統設計。Nordic 的 PMIC 整合多種電源和系統管理功能，其評估板和軟體工具可讓設計人員設定並最佳化可充電式應用。