Breites Spektrum an Einsatzmöglichkeiten für SMD-Akkumulatoren

Ceracharge kann die Knopfzelle ersetzen, die für gewöhnlich als Backup-Batterie in einer Real-Time Clock (RTC) zum Einsatz kommt.

Bild 5: Ceracharge kann die Knopfzelle ersetzen, die für gewöhnlich als Backup-Batterie in einer Real-Time Clock (RTC) zum Einsatz kommt. TDK Electronics

Zur Erhöhung der Kapazität und der Spannung können Entwickler einzelne Chips beliebig in Serie und parallel schalten. Dadurch eröffnet sich der Technologie ein sehr breites Spektrum an Einsatzmöglichkeiten beispielsweise als Backup-Batterie für eine Real-Time Clock (RTC) oder zur Energiebereitstellung für Bluetooth-Beacons zum Senden.

In RTC-Modulen kommen zumeist Primärzellen (Knopfzellen) als Batterien zum Einsatz. Diese konventionelle Lösung hat jedoch den großen Nachteil, dass der Anwender die Batterie wechseln muss. Da eine RTC einen VSB-Anschluss enthält, lässt sich dieses Problem beheben, indem der Anwender die Primärzelle im RTC-Modul gegen einen Akku austauscht (Bild 5). Für gewöhnlich muss die RTC weniger als eine Stunde hintereinander von der Backup-Batterie mit Strom versorgt werden. Ein Ceracharge-Chip kann die RTC-Funktion ohne Wiederaufladen für die Dauer von ein bis zwei Wochen gewährleisten.

Solarbetriebene Beacons mit Ceracharge

Bild 6: Der Solid-State-Akkumulator lässt sich als sekundäre Spannungsquelle sowie als Energiespeicher nutzen, um den Kondensator als primäre Spannungsquelle für das BLE-Modul zu laden.

Bild 6: Der Solid-State-Akkumulator lässt sich als sekundäre Spannungsquelle sowie als Energiespeicher nutzen, um den Kondensator als primäre Spannungsquelle für das BLE-Modul zu laden. TDK Electronics

Voraussetzung für das Internet der Dinge (IoT) ist die Möglichkeit, alle Arten von Geräten mit dem Internet zu verbinden. Zurzeit entwickelt sich die solarbetriebene Bluetooth-Low-Energy-Beacon-Technologie (BLE-Beacon) als die Connectivity-Lösung der Wahl, da sie nur geringe Platzanforderungen stellt und zudem wenig Energie verbraucht. Bild 6 zeigt ein Ansteuerungsmodell für einen solarbetriebenen BLE-Beacon. In diesem Schaltungsaufbau lädt die Solarzelle zuerst einen MLCC- oder EDLC-Kondensator auf, der die Primärversorgung des BLE-Moduls sicherstellt. Hier dient Ceracharge als Energiespeicher, um den Kondensator zu laden, wenn die Solarzelle nicht aktiv ist. Er wird mit der überschüssigen Energie geladen, die zur Verfügung steht, wenn der Kondensator vollgeladen ist, und entlädt sich in den Kondensator, wenn dieser entladen ist. Damit ist ein unterbrechungsfreier Dauerbetrieb des solarbetriebenen Beacons gewährleistet. Die Anzahl der parallel geschalteten Ceracharge-Chips ist von der maximalen Spannung abhängig, mit der das BLE-Modul ohne Solarzelle versorgt werden muss.

Neben der momentan verfügbaren SMD-Variante in der Baugröße EIA 1812 wird TDK künftig auch Ceracharge-Typen in anderen Baugrößen, wie zum Beispiel EIA 0603, und Kapazitäten entwickeln, um ein noch breiteres Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten abzudecken. Beispiele hierfür sind Energiespeicher für Energy Harvesting, häufig in Verbindung mit Kondensatoren, oder als Hilfsbatterie in Wearables zum Glätten von Strom- und Spannungspegeln bei temporären Spitzenbelastungen.

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