RRH-Z003#1 | Rinwado

このモジュールは、BQ25570（パワーマネージメント）TPS63030（昇降圧コンバータ）、TPL5110（電力ゲート）で構成される省電力なＩＯＴデバイスの電源用に開発した製品です。BQ25570デバイスは、ソーラーパネルや熱電発電器(TEG)などの各種DC源から昇圧し、バッテリーの充電や内部の降圧コンバータで安定化された電圧を供給することが可能なチップです。TPS63030は、バッテリーからの電圧を３．３Ｖ又は５Ｖに変換し、それらの電源をゲーティングするすることで、定期的にＩＯＴデバイスを起床させ、処理が完了したら電源ダウンさせる事が可能なモジュールとなっています

特徴

エネルギーハーベスト駆動でバッテリーの充電および電源供給が可能
本モジュールではソーラーパネル接続を前提とし、最大電力点をVocの８０％に設定
エネルギー貯蔵デバイスには、１セルリチュウームポリマ電池、スパーキャパシタや通常のコンデンサなど利用可能
昇降圧コンバータTPS63030の出力を３．３Ｖ／５．０Ｖのどちらかをジャンパーで選択可能
TPL5110 で電力ゲートする電源ソースをBQ25570の降圧コンバーターかTPS63030の昇降圧コンバータかジャンパーで選択可能
TPL5110 での電力ゲートのＯＮ周期タイマー時間ををＶＲで１００ｍｓ～２時間の間で設定可能
小型基板　４８．２６ × ２７．９４ｍｍ

仕様

DC-DC1 (BQ25570)
変換タイプ	充電側：昇圧コンバーター、出力側：降圧コンバータ
入力電圧	ＤＣ＋１．０Ｖ～ＤＣ＋５．０Ｖ (※1)
出力電圧	ＤＣ＋３．０Ｖ
最大出力電流	１００ｍＡ
出力変換効率	最大で９０％程度（入力電圧、出力電圧・電流で変化します）
スイッチング周波数	充電側で最大１Ｍｈｚ、降圧側で最大５００Ｋｈｚ
閾値	過充電：４．２Ｖ、過放電：２．４２Ｖ
バッテリーＯＫ信号	上昇閾値３．７Ｖ以上で「H」、降下閾値２．４２Ｖ以下で「Ｌ」
DC-DC2 (TPS63030)
変換タイプ	自動切替り昇圧・降圧コンバータ
入力電圧	ＤＣ＋１．８Ｖ～ＤＣ＋５．０Ｖ
出力電圧	３．３Ｖ又は、５．０Ｖ　ジャンパーで切り替える
最大出力電流	最大で８００ｍＡ、但し入力電圧、降圧・昇圧のモードで変化 ※降圧３．３Ｖ出力で最大８００ｍＡ、昇圧５．０Ｖ出力で最大５００ｍＡ（データシートより）
スイッチング周波数	２．４Ｍｈｚ
イネーブル信号	モジュール内部で１００ｋΩでプルアップ　　「Ｌ」入力で出力ＯＦＦ
電力ゲート (TPL5110)
入力電圧	ＤＣ＋１．８Ｖ～ＤＣ＋５．０Ｖ
出力	入力された電圧が、タイマー動作によってＭＯＳ－ＦＥＴをゲーティングして出力される
制御	ＤＯＮＥ端子に「H」レベルの信号を加えることで出力がＯＦＦされる
動作	起動時に、タイマー設定を読込、周期的に電源がＯＮされ、ＤＯＮＥ信号によりＯＦＦされる
ゲーティングＦＥＴ	許容電流４Ａ、ＯＮ抵抗３１ｍΩ
共通
絶縁	入出力間は非絶縁
基板サイズ	Ｗ：４８．２６ｍｍ　×　Ｄ：２７．９４ｍｍ　×　Ｈ：９ｍｍ　（ヘッダピン含まず）

ピン配置

Ｊ１	端子名・入出力	説明
１番ピン	VIN-2_EN : IN	DC-DC2　出力イネーブル信号（内部１００kΩでプルアップ）、　オープンで出力はＯＮ、「Ｌ」でＯＦＦ
２番ピン	VBAT_OK : OUT	バッテリーが充電され、利用可能になると「Ｈ」レベルになり、バッテリー低下で「Ｌ」
３番ピン	GND	グラウンド
４番ピン	VIN1 : PW IN	ソーラーパネルからの電圧入力
５番ピン	GND	グラウンド
６番ピン	VO-STOR : PW OUT	昇圧コンバート・バッテリー電圧出力　「システム電源出力（非安定）」
７番ピン	VIN-2 : DC-DC2 PW IN	DC-DC2（TPS63030）電圧入力端子
８番ピン	VBAT : IN/OUT	1セルリチュウムポリマ電池、スーパーキャパシタなどのエネルギー貯蔵デバイスを接続

Ｊ２	端子名・入出力	グラウンド・制御電圧入力
１番ピン	VO-3.0 : PW OUT	DC-DC1 (BQ25570) の降圧コンバータ出力でＤＣ＋３．０Ｖの出力
２番ピン	GND	グラウンド
３番ピン	V-OUT : PW OUT	DC-DC2 (TPS63030)の昇降圧コンバータ出力ＤＣ＋３．０／＋５Ｖの出力
４番ピン	GND	グラウンド
５番ピン	VO-TGP : PW OUT	タイマーゲーティング出力で、DC-DC2 (TPS63030)の昇降圧コンバータ出力ＤＣ＋３．３Ｖ／＋５Ｖ、またはDC-DC1(BQ25570)の降圧コンバータ出力ＤＣ＋３．０Ｖ
６番ピン	DONE : IN	タイマーゲーティング出力ＯＮの期間に、「Ｈ」レベルの信号を入力することで、タイマーゲーティング出力をＯＦＦにします。
７番ピン	DLY/M : IN	時間設定を外部で行う場合や、手動でゲートＯＮにする場合に利用します
８番ピン	PSL : IN	DC-DC2 (TPS63030)のパワーセーブを行う端子（１００ｋΩでプルアップ）。「Ｌ」でパワーセーブ。

注意事項：
※１）
BQ25570は、VIN-1がVO-STORよりも高く、VO-STOR が VBAT_OV(4.2V) と等しい場合、VIN-1(入力電源) はチップ内部の小さな抵抗を介してグランドに接続れ、接続されたバッテリまたはコンデンサのさらなる充電を停止する様に動作します。
このケースが予想される場合、VIN-1 に接続されるソースのインピーダンスは 20Ω以上であり、低インピーダンスのソースでないことが要求されます。

ジャンパー設定

ＪＰ１	電力ゲートチップ（ＴＰＬ５１１０）に供給される電圧選択（ゲーティングする電圧選択）
Ａ	ＤＣ－ＤＣ２（ＴＰＳ６３０３０）の出力電圧（３．３Ｖ又は５．０Ｖ）
Ｂ	ＤＣ－ＤＣ１（ＢＱ２５５７０）の出力電圧（３．０Ｖ）

ＪP2	ＤＣ－ＤＣ１（ＢＱ２５５７０）降圧コンバータ出力制御選択（ＶＯＵＴ＿ＥＮ）
Ａ	ＢＱ２５５７０の「VBAT_OK」によって出力が制御される
Ｂ	ＪＰ３が「ＯＦＦ」の場合は、常時出力イネーブルＪＰ３が「ＯＮ」　の場合は、常時出力ＯＦＦ

ＪＰ３	ＤＣ－ＤＣ１（ＢＱ２５５７０）降圧コンバーターの出力制御
ＯＦＦ	出力を常時イネーブルにする場合（ＪＰ２の設定がＢの場合）
ＯＮ	出力を常時ＯＦＦにする場合（ＪＰ２の設定がＢの場合）

ＪＰ５	ＤＣ－ＤＣ２（ＴＰＳ６３０３０）昇降圧コンバータの出力電圧選択
[3.3]	３．３Ｖ出力に設定
[5.0]	５．０V出力に設定

ＪP６	最大電力点の選択
Ａ	ＭＰＰＴサンプリングは入力電圧解放の８０％
Ｂ	ＭＰＰＴサンプリングは入力電圧開放の５０％

出力電圧制御

ＤＣ－ＤＣ１、ＤＣ－ＤＣ２の両方に出力電圧の制御があります。ＤＣ－ＤＣ１（ＢＱ２５５７０）の出力制御は、ＪＰ２とＪＰ３の組み合わせで決まります。ＤＣ－ＤＣ２（ＴＰＳ６３０３０）の出力制御は、Ｊ１の１番ピン（ＴＰＳ６３０３０のＥＮピン）と２番ピン（ＶＢＡＴ＿ＯＫ）を接続するとＶＢＡＴ＿ＯＫ信号により制御され、１番ピンがオープンの場合は常時ＯＮ、１番ピンをＧＮＤに接続すると常時ＯＦＦとなります。
ＶＢＡＴ＿ＯＫ信号は、バッテリー充電時の上昇閾値の電圧値（３．７Ｖ）以上になると「H」レベルとなり、下降閾値電圧の２．４２Ｖを下回ると「Ｌ」レベルになります。ＶＢＡＴ＿ＯＫ信号でＤＣ－ＤＣの出力制御を行う場合で負荷が重いと、電源起動時に瞬間的に下降閾値電圧の２．４２Ｖを下回ってしまうと電源がＯＦＦとなりますので、負荷が重い場合は注意が必要です。

電力ゲートタイマーについて

ボード上の「ＶＲ１」にて電力ゲートする周期のタイマー設定が可能です。抵抗値によりタイマー時間が決まりますが、目盛等がありませんのでＪ２の７番ピンとＧＮＤ間の抵抗値をテスターで測定しながらＶＲ１で調整を行います。設定する抵抗値は、ＴＩホームページからデータシートをダウンロードしてタイマー時間と抵抗値の関係を確認して設定ください。

電力ゲートの手動ＯＮについて

電力ゲートは、外部にスイッチを接続して、手動でゲートＯＮすることができます。
ＪＰ１で「Ａ」のTPS63030出力を選択した場合は、Ｊ２の7番ピン「DLY/M」と３番ピン「V-OUT」間にスイッチを接続。
ＪＰ１で「Ｂ」のBQ25570出力を選択した場合は、Ｊ２の7番ピン「DLY/M」と１番ピン「VO-3.0」間にスイッチを接続。
接続したスイッチを押すと、トリガされ出力がＯＮになります。