ラピスセミコンダクタ、ワイヤレス給電チップセットを開発

ロームグループのラピスセミコンダクタ株式会社は、ウェアラブル機器向けに、ワイヤレス給電制御チップセット「ML7630(受電・端末側)」「ML7631(送電・充電器側)」を開発した。

同チップセットは、ウェアラブル機器の中でも特に実装スペースに制約のあるBluetoothヘッドセットなど、ヒアラブル機器のワイヤレス給電に適したワイヤレス給電制御LSIだ。

ヒアラブル機器に対応するために、13.56MHzの高周波数帯で電力伝送を行いアンテナ(コイル)を小型にすると同時に、送受電に必要な機能を1チップに統合、SoC(システムオンチップ)としたことで、実装スペースの削減(対MicroUSBコネクタとの面積比で50%減)を可能にした。

従来難しかったヒアラブル機器でのワイヤレス給電を実現することで、機器の小型化だけでなく、充電利便性、防水性・防塵性の向上に貢献する。

受電側の「ML7630」は、アンテナの磁界から電力を生成しバッテリが空になっても動作を開始することが可能。また、200mW出力までのワイヤレス給電を、2.6mm角の小型WL-CSPパッケージで実現している。

さらにNFC Forum Type3 Tag v1.0機能も搭載しており、NFCタッチによるBluetoothのペアリングなどをサポートする。

一方、送電側の「ML7631」は、モバイルバッテリなどUSB電源から供給される5Vで動作できるため、充電器のモバイル化に貢献する。

なお、同チップセットは現在サンプル出荷中で、2018年5月より量産開始の予定だ。生産拠点は前工程がラピスセミコンダクタ宮城株式会社、後工程は「ML7630」がラピスセミコンダクタ宮崎株式会社(「ML7631」が ROHM Integrated Systems (Thailand) Co., Ltd.だ。

背景

近年、新世代のウェアラブル機器として耳につける「ヒアラブル機器」が注目されている。ところが、ヒアラブル機器は超小型であるため、MicroUSBコネクタなど給電用の端子が小型化や省スペース化の大きな課題となっている。

その中で、ワイヤレス給電は端子レス化により、機器の小型化に貢献することができる。また、端子レス化で防水性・防塵性などの安全性も向上できるため、超小型機器においては有効な給電システムだ。

新商品の特長

1. ワイヤレス給電で給電部を省スペース化

同チップセットは、13.56MHz帯域を用いたワイヤレス給電を行うことで、1µH程度の小型アンテナを使うことができる。

ヒアラブル機器など、ウェアラブル機器のワイヤレス給電を実現し、端子レス化によって機器のさらなる小型化に貢献する。

たとえば、超小型アンテナ(例:株式会社MARUWA製MNA4040)を使用することで、従来のMicroUSBコネクタを使用した給電部の占有面積と比較して、面積比で50%(同社算出比)が可能だ。

2. マイコンレスで省スペース化を実現、ソフトウェア開発不要でシステム構築可能

「ML7630」と「ML7631」は、受電と送電に必要な機能をそれぞれ1チップに統合しているため、マイコンレスでワイヤレス給電制御を実現することができる。

そのためソフトウェア開発が不要なだけではなく、マイコンの実装スペース削減により小型化にも貢献する。

充電電圧や再充電電圧などのカスタマイズは専用のPCツールから設定することが可能だ。

3. 多彩な機能でヒアラブル機器をサポート

① バッテリが空になっても動作を開始

受電側の「ML7630」は、給電時に生成されるアンテナの磁界から電力を供給できるため、バッテリが空になっても動作を開始することが可能。

② 200mW出力のLDOと温度管理でLi-ion電池を充電

「ML7630」には200mW出力可能なLDOを搭載しており、その出力に充電ICを使用することで、Li-ion電池への充電を行うことができる。

加えて、内蔵の10ビットADコンバータとコンパレータによって、Li-ion電池で重要となる温度管理(温度検出、閾値管理)をプログラマブルに実施できるため、信頼性の高い充電制御を行うことが可能だ。

③ NFC Forum Type 3 Tag機能搭載

「ML7630」にはNFC Forum Type3 Tag v1.0機能を搭載しており、スマートフォンなどのNFC搭載機器から、「ML7630」内のFlash ROMに書き込まれたTag情報を読むことができるため、画面操作やスイッチ操作が不要なNFCタッチによるBluetoothのペアリングなどに対応することが可能だ。

【関連リンク】
13.56MHzワイヤレス給電 (NFC)チップセット エンジニア向け 技術情報サイト (サポートサイト)
13.56MHzワイヤレス給電(NFC) (特設サイト)
ラピスセミコンダクタ(LAPIS Semiconductor)

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