Wenn es darum geht, kleine Geräte über einen langen Zeitraum mit Strom zu versorgen, sind Knopfzellenbatterien die Batterie der Wahl für Dinge wie Schlüsselanhänger, Uhren und sogar einige IoT-Geräte. Sie sind kostengünstig und kompakt und eine gute Wahl für sehr geringen Strombedarf. Ihr größter Nachteil besteht darin, dass sie einen relativ hohen Innenwiderstand haben, was bedeutet, dass sie nicht sehr lange viel Strom liefern können, ohne die Lebensdauer der Batterie zu verkürzen. Dieser neue integrierte Schaltkreis nutzt einen speziellen DC-DC-Wandler, um diese Hürde zu überwinden und die Lebensdauer einer Knopfzelle erheblich zu verlängern.
Ein typischer DC-DC-Wandler verwendet einen schnell schaltenden Transistor, um den Energiefluss durch eine Induktivität und einen Kondensator zu regulieren und so die Spannung effektiv zu erhöhen oder zu senken. Anstatt sich auf einen einzelnen Wandler zu verlassen, nutzt diese Schaltung ein zweistufiges System. Der erste ist ein Aufwärtswandler, der die Spannung der Knopfzelle auf bis zu 11 Volt erhöht, um einen Speicherkondensator aufzuladen. Der zweite ist ein Abwärtswandler, der die Spannung herunterregelt, wenn ein hoher Strombedarf besteht. Dies führt zu einem geringeren Gesamtspannungsabfall an der Batterie, was zu einer geringeren Belastung und einer längeren Betriebslebensdauer des Geräts führt.
Es gibt noch einige andere Funktionen dieser Schaltung, darunter einen Optimierer, der das Verhalten der Schaltung überwacht und sich über die an sie gestellten Leistungsanforderungen informiert. Auf diese Weise wird der Speicherkondensator nur dann auf seine maximale Kapazität aufgeladen, wenn der Optimierer feststellt, dass viel Ladung benötigt wird. Mit all diesen Merkmalen könnte eine Knopfzelle etwa siebenmal so lange halten wie eine Zelle mit traditionelleren Schaltkreisen. Wenn Sie jedoch wirklich das letzte bisschen Energie aus einer Batterie herausholen müssen, können Sie immer einen Joule-Dieb verwenden.