nPM2100 电池供电设备的能效标杆

一只啥时候瘦

一、技术背景：解决原电池应用的能效痛点**
全球每年废弃的原电池（不可充电电池）高达 **280 亿颗**，而制造一颗原电池的能耗是其存储能量的 **50 倍**。传统电源管理方案效率低下，导致大量电池在电量未耗尽前被丢弃。Nordic 的 **nPM2100 PMIC** 应运而生，专为延长原电池寿命设计，覆盖医疗穿戴设备、工业传感器、无线键鼠等低功耗物联网场景。

二、核心架构：三大技术突破**
1. **超低功耗电源管理**
- **运输模式（35nA）**：设备带电池运输时几乎不耗电，替代物理绝缘片，支持“断线唤醒”专利技术。
- **休眠模式（<200nA）**：定时唤醒周期可设数秒至数天，搭配 Nordic nRF54L15 SoC 时，60 分钟唤醒间隔下电池寿命 **延长3倍**。
- **升压稳压器（效率95%）**：输入电压 **0.7–3.4V**（支持单/双节 AA/AAA/锂锰电池），输出 **1.8–3.3V/150mA**，10μA 轻载效率仍达 **90.5%**。

2. **精准算法电量计**
传统方案依赖电压查表法，误差显著。nPM2100 创新采用 **软件模型电量计**：
- 实时监测电池电压与温度，输入数学模型计算剩余电量；
- 精度提升 **30%+**，避免电池过早更换或意外断电，同时减少电子垃圾。

3. **高集成系统管理**
- **硬件级可靠性**：集成看门狗（自动重启死机系统）、硬复位按钮（免拆电池重启）、启动失败恢复（封闭设备必备）。
- **极简布板设计**：1.9×1.9mm WLCSP 或 4×4mm QFN 封装，仅需 **6 个外部元件**，BOM 成本降低 **20%**。

**三、应用场景：能效转化真实案例**
| **应用领域** | **传统方案痛点** | **nPM2100 解决方案** |
| 医疗穿戴设备 | 频繁更换电池影响用户体验 | 休眠模式 + 精准电量计，寿命延长 2 倍 |
| 工业无线传感器 | 偏远节点维护成本高 | 运输模式 + 超低休眠电流，维护周期减半 |
| 消费电子（键鼠/遥控器） | 电池体积大、笨重 | 小型电池驱动，整机尺寸缩小 30% |

**四、开发支持：从评估到量产无缝衔接**
- **评估套件（nPM2100-EK）**：
通过 **nRF Connect for Desktop** 的 **nPM PowerUP GUI** 工具，无需编程即可配置 PMIC 参数，实时监控能效数据。
- **软件集成**：
原生支持 **nRF Connect SDK**，提供 API 控制运输/休眠模式，兼容 Nordic nRF52/53/54 系列及第三方 MCU。
- **量产时间表**：
- WLCSP 封装：**2025 年 6 月量产**（当前已上市）
- QFN 封装：**2025 年 9 月量产**。