Lastschalter für Wearables & IoT Load-Switches mit geringem Ruhestrom von 0,08 nA

Von Gerd Kucera

Mit der neuen Lastschalter-Serie TCK12xBG im WCSP4G-Gehäuse verlängert Toshiba einmal mehr die Betriebsdauer batteriegespeister Geräte. Die Chips TCK12xBG eignen sich etwa für Wearables und IoT-Anwendungen, wo sie die Stromversorgung der Peripherie (z.B. Sensoren) steuern. Auch können sie mit diskreten Halbleitern aufgebaute Designs modernisieren.

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TCK12xBG: Lastschalter-ICs lassen sich miniaturisieren und verbrauchen weniger Strom als althergebrachte Lösungen.
TCK12xBG: Lastschalter-ICs lassen sich miniaturisieren und verbrauchen weniger Strom als althergebrachte Lösungen.
(Bild: Toshiba Electronics Europe)

In beispielsweise tragbaren Produkten erfüllt ein Lastschalter (Load Switch) die wichtige Aufgabe des Batterie-Managements bei minimalem Platzbedarf und nahezu fehlendem Leckstrom und sehr geringem Durchlasswiderstand. Mit der stets optimalen Stromversorgung der Last verbessert sich die Batteriestandzeit, denn ungenutzte Schaltungsblöcke schaltet er ab. Lastschalter-ICs integrieren Schutzfunktionen und können über einen FLAG-Ausgang einen fehlerhaften Zustand nach außen signalisieren. Weil der Spannungsabfall und die Verlustleistung eines High-Side-Halbleiterschalter minimal sein sollen, eignet sich dazu der MOSFET mit niedrigem On-Widerstand. Gegenüber dem Aufbau aus diskreten Bauteilen punkten Lastschalter-ICs nicht nur durch ihren geringeren Platzbedarf, sondern sie erhöhen auch die Zuverlässigkeit eines elektronischen Geräts.

99,9% weniger Strom als der Vorgänger

Die Serie TCK12xBG basiert auf einem von Toshiba entwickelten Treiberschaltkreis, der im Ein-Zustand einen typischen Ruhestrom (IQ) von nur 0,08 nA aufweist. Dies sind laut Toshiba 99,9% weniger Strom als beim aktuellen Baustein TCK107AG von Toshiba, was wesentlich dazu beiträgt, die Lebensdauer von Wearables und IoT-Anwendungen zu verlängern, die mit kleinen Batterien betrieben werden.

Aktuell umfasst die Serie drei Varianten: Der TCK127BG bietet eine automatische Entladung, die sich bei aktivem High einschaltet. Der TCK126BG schaltet sich ohne automatische Entladung ein und der TCK128BG bei aktivem Low. Alle Bausteine arbeiten mit einer Versorgungsspannung (UIN) und einer Steuerspannung (UCT) zwischen -0,3 und 6 V. Der Ausgangsstrom (IOUT) ist auf 1 A Dauerbetrieb und 2 A für gepulsten Betrieb ausgelegt.

Alle neuen TCK12xBG-Load-Switches sind im kürzlich entwickelten WCSP4G-Gehäuse erhältlich, das nur 0,645 mm x 0,645 mm Platinenfläche belegt und eine Bauhöhe Höhe von 0,465 mm hat. Das spart in kompakten Wearables und IoT-Designs erheblich Platz. Eine neuartige rückseitige Beschichtung verringere die Gefahr einer Beschädigung während der Montage. Die Serienfertigung aller drei Varianten hat soeben begonnen.

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