업계 최초 1chip으로 EDLC 셀 밸런스를 실현하는 IC 개발
자동차기기ㆍ산업기기에서 EDLC의 에너지 회생 시장 확대를 가속화

2014년 11월 25일

※2014년 11월 25일 현재 로옴 조사

<개요>

패키지 로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 자동차의 Idling Stop 및 산업기기의 에너지 회생, 순저 (瞬低 : 순시 전압 저하) 대책 등에서 시장이 확대되고 있는 EDLC (전기 이중층 캐패시터)의 안정화 ㆍ 장수명화, 소형화에 기여하는 셀 밸런스 IC「BD14000EFV-C」를 개발하였습니다.
본 제품은 기존에 20개 이상의 디스크리트 부품으로 구성되는 EDLC의 셀 밸런스를 1chip으로 실현하는 IC로 부품 면적을 약 38% 삭감함과 동시에 부품별 편차에 대한 우려가 없어, 소형으로 심플하고 신뢰성이 높은 EDLC 시스템을 구축할 수 있습니다.
최대 6셀까지 제어 가능한 셀 밸런스 기능과 더불어, 본 제품을 여러 개 직렬로 접속하면, 보다 많은 EDLC 셀도 동시에 제어할 수 있습니다. 셀 밸런스 전압은 2.4V~3.1V로 설정 가능하므로 다양한 EDLC에 대응 가능합니다. 또한, 셀 밸런스 전압에 따라 검출전압을 설정할 수 있는 과전압 검출 기능과 플래그 출력 기능을 탑재하여, 자동차기기의 국제 품질 규격인 AEC-Q100에도 준거하므로, 안심하고 사용할 수 있는 제품입니다.
2014년 11월부터 샘플 출하 (1000엔 / 개 : 세금 불포함)를 개시하였으며, 평가 보드를 포함하여 1개부터 구입 가능한 온라인 판매도 개시합니다. 2015년 1월부터 월 1만개의 생산 체제로 양산을 개시할 예정입니다. 생산 거점은 전공정 로옴 하마마츠 주식회사 (하마마츠), 후공정 ROHM Electronics Philippines Inc. (필리핀)에서 실시합니다.

<배경>

EDLC는 다른 축전 디바이스에 비해, 급속 충방전이 가능하고, 장수명, 높은 안전성, 환경 부하 경감 등의 이점이 있어, 자동차기기 및 산업기기 등의 다양한 어플리케이션에서 사용되고 있습니다. 또한, 해마다 대용량화 및 고전압화에 대한 요구도 커지고 있으며, 높은 에너지 환경에서의 사용이 증가하고 있습니다.
EDLC를 고전압화하기 위해 직렬로 접속할 경우, 각각의 EDLC 셀에 부가되는 전압에 편차가 발생하므로 수명도 각각 달라져, 전체로서 안전하게 기능하는 기간이 짧아지게 됩니다. 기존에는 디스크리트로 셀 밸런스 기능을 실현하여 편차를 억제하였으나, 많은 디스크리트 부품이 필요하기 때문에 부품 면적이나 설계 부하, 셀 밸런스 기능의 신뢰성 확보라는 과제가 있었습니다.
로옴은 이러한 요구에 대응하기 위해 알루미늄 전해 콘덴서 및 EDLC 등의 개발로 업계를 리드하는 일본 케미콘 주식회사의 협력 하에 소형으로 실장이 간단하고, 보호 기능을 내장한 EDLC 셀 밸런스 IC를 개발하였습니다.

1chip화를 통해 심플 설계 실현

축전 디바이스 분류
출처 : 일본 케미콘 주식회사

 

<특징>
1. EDLC의 셀 밸런스 기능을 1chip화하여 부품 면적을 38% 삭감

장기간 축적해온 로옴의 아날로그 설계 기술과 더불어, 일본 케미콘 주식회사의 협력 (사양 결정, 샘플 평가 등)을 얻어, 기존에는 20개 이상의 디스크리트 부품으로 구성된 EDLC 셀 밸런스 기능을 업계 최초로 1chip화하여, 부품 면적을 약 38% 삭감하였습니다.
4~6셀 검지에 대응하고 있으며, 셀 밸런스 기능을 간단히 실현할 수 있는 션트 저항 방식을 채용하였습니다. 자기 완결 동작이 가능하므로, 설계 부하를 경감할 수 있습니다. 또한, 임의의 셀 밸런스 전압 (2.4~3.1V / 0.1V step) 설정이 가능하여, 다양한 출력전압의 EDLC에 대응할 수 있습니다.

2. 셀 증가에 따른 고전압 EDLC 어플리케이션에도 간단히 대응 가능

EDLC 시장 자체가 대용량화 ㆍ 고전압화되고 있으며, 대용량 EDLC를 직렬로 접속하여 고전압을 발생시키는 사용법이 증가하고 있습니다. 이러한 용도에 대응하기 위해 본 제품을 여러 개 직렬로 접속하는 것만으로 셀 밸런스 기능을 확장할 수 있습니다. 따라서, 한층 더 고전압의 EDLC 어플리케이션에 간단히 대응할 수 있습니다.

고전압 설계에 대한 용이한 확장성

3. 자동차기기 규격인 AEC-Q100에 준거하고, 두가지 보호 기능으로 셀 상태를 더블 체크

셀 밸런스 기능과 더불어 시스템 전체의 신뢰성 향상을 위해 과전압 검출 기능과 플래그 출력 기능을 탑재하였습니다. 이러한 두가지 기능을 통해 셀 열화 단계까지 검지할 수 있습니다. 또한, 자동차기기의 국제 품질 규격인 AEC-Q100에도 준거하여 자동차 노이즈 등의 특수 환경 대책에도 대응합니다.

<어플리케이션>
  • 에너지 회생 : 자동차, 산업기기, 건설 기계 등의 운동 에너지 재이용
  • 전원의 안정화, 순저 (瞬低) 대책 : 무정전 전원 장치 (UPS)의 긴급 백업
  • 기동 시의 전원 보조 : 자동차의 Idling Stop, OA기기의 급속 기동
  • 연축 전지 시스템의 대체 사용 : 납을 포함하지 않으므로 친환경이며, 연축 전지보다 장수명
<용어 설명>

EDLC(電気二重層キャパシタ)
EDLC (전기 이중층 캐패시터)
출처 : 일본 케미콘 주식회사

EDLC (Electric Double Layer Capacitor / 전기 이중층 캐패시터)
EDLC는 축전 디바이스의 일종으로 리튬 이온 전지 등의 2차 전지에 비해, 에너지 밀도 (단위 면적 당 축전량) 는 떨어지지만, 출력 밀도 (단위 시간 당 전력량) 는 우수하다는 특징이 있습니다. 또한, 충방전의 반복에 따른 성능 열화가 적고 (장수명), 외부 단락에도 고장이 발생하지 않으며 (안전), 구성 재료에도 중금속이 포함되지 않는 (친환경) 등의 이점이 있습니다.
기존에는 소용량 제품이 모바일기기 등 소형 전원의 백업 및 안정화에 사용되는 경우가 많았으나, 최근에는 대용량 (300F 이상) 제품이 급속 충방전이 가능하다는 특징을 활용하여, 보다 큰 전력을 취급하는 자동차 및 산업기기의 전원 보조 및 에너지 회생 등에도 사용되고 있습니다.

본 제품에 대한 문의