NXP 「i.MX 7Solo / 7Dual」 프로세서에 최적인 고효율 파워 매니지먼트 IC 개발
전자서적 및 웨어러블 단말기, 산업기기용 포터블 단말기의 장시간 구동 및 소형화에 기여

2016년 5월 27일

<개요>

BD71815GW

로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 NXP Semiconductors (이하, NXP사)의 어플리케이션 프로세서 시리즈인 「i.MX 7Solo / 7Dual」 제품에 최적인 고효율 파워 매니지먼트 IC (이하, PMIC)「BD71815GW」를 개발하였습니다.

「i.MX 7Solo / 7Dual」 프로세서는 전자서적 및 웨어러블 기기뿐만 아니라, 산업기기용 핸디 터미널 및 타블렛 PC 등, 소비전력이 중시되는 배터리 구동 어플리케이션의 플랫폼을 타겟으로 한 제품입니다.

「BD71815GW」는 로옴이 지금까지 축적해온 모바일 어플리케이션용 전원 기술을 활용하여 i.MX 7Solo / 7Dual 프로세서용으로 회로 구성을 최적화하고, 대기 상태 / 동작 상태의 소비전력을 대폭 삭감함으로써 배터리 구동 시간의 향상에 크게 기여합니다.

NXP사의 마이크로 컨트롤러 담당 제너럴 매니저 겸 상무인 Geoff Lees씨는 「i.MX 어플리케이션 프로세서 시리즈 (i.MX 6UL, i.MX 6SL, i.MX 7S, i.MX 7D)는 로옴의 PMIC와 조합하여 사용함으로써 저소비전력, 소형, low cost가 중시되는 분야에서 NXP의 시스템 제안을 강화하고, 폭넓은 어플리케이션에 대응할 수 있다」고 말했습니다.

본 제품은 2016년 3월부터 샘플 (600엔 / 개 : 세금 불포함) 출하를 개시하였으며, 4월부터 월 40만개의생산 체제로 양산을 개시하였습니다. 생산 거점은 전공정 로옴 하마마츠 주식회사 (하마마츠), 후공정 로옴 아폴로 주식회사 (후쿠오카) 입니다.

<배경>

전자서적 및 웨어러블 기기 이외에도 산업기기용 핸디 터미널 및 타블렛 PC 등 모바일 기기의 대부분은 배터리 구동 시간 향상이 요구됨에 따라, 부품 자체의 지소비전력화가 중요한 과제입니다. NXP사의 「i.MX 시리즈」는 이러한 모바일 기기용에서 높은 실적을 보유하고 있으며, 새로운 시리즈인 i.MX 7 프로세서는 업계 최고 레벨의 전력 효율을 자랑하는 ARM® Cortex®-A7과 Cortex-M4 코어를 탑재한 GHz 클래스의 어플리케이션 프로세서로, 각각 100μW/MHz와 70μW/MHz의 프로세서 코어 효율 레벨을 실현하였습니다.

<상세 내용>

※1 : Buck converter부의 채널 당 소비전류

「BD71815GW」는 로옴의 대표적인 아날로그 설계 기술을 구사하여 「i.MX 7Solo / 7Dual」 프로세서 구동에 최적인 전원 시스템을 실현하였습니다. 기존품과 동등한 높은 전력 변환 효율 (82% 이상)을 확보함과 동시에, 어플리케이션의 저소비전력화에 중요한 스탠바이 시의 소비전력 16% 삭감※1에 성공하였습니다.

또한, 30V 내압의 입력 과전압 보호 (OVP) 기능 탑재 Li-ion 배터리 충전기 및 LED 드라이버 (6LED)를 내장하였습니다. 스위칭 주파수의 고속화 (6MHz)에 의한 외장 코일의 소형화, 탑재 기능의 최적화, WL-CSP를 채용한 소형 패키지 (16mm² : 기존 면적 대비 75% 삭감) 채용으로 외장 부품을 포함한 대폭적인 실장 면적 삭감을 실현하였습니다.

뿐만 아니라, 쿨롬 카운터 (Coulomb counter)를 내장하고, 로옴의 독자적인 알고리즘을 탑재한 레퍼런스 소프트웨어를 사용함으로써, 고정밀도 배터리 잔량 모니터링이 가능합니다.

본 제품은 모바일 기기에서 중요시되는 「저소비전력」「소형」「고정밀도」에 크게 기여합니다.

<특징>

MODE Current Consumption
SLEEP 10µA (PFM)
STANDBY 10µA (AUTO)

* Specified by design

신 기술로 매끄러운 PWM mode 전환

1. i.MX 7Solo / 7Dual 제품의 파워 rail에 최적화
   고효율 강압 컨버터로 저소비전력화에 한층 더 기여!

i.MX 7Solo / 7Dual 프로세서의 파워 rail에 적합한 전원 회로를 실현함으로써, sleep 시의 저소비전력화는 물론, 스탠바이 시의 전류도 극소치인 10μA를 달성하였습니다.

또한, PFM (Pulse Frequency Modulation) 모드와 PWM (Pulse Width Modulation) 모드를 부하 전류에 따라 매끄럽게 전환하는 Seamless Switching Mode Control (SSMC) 기능으로 모든 부하 영역에서 안정된 82% 이상의 고효율화를 실현하여, 배터리 구동 어플리케이션에 최적인 전원 시스템을 실현합니다.

2. 다양한 소형화 기술로 외장 부품을 포함한 대폭적인 실장 면적 삭감 실현

실장 면적 약 50% 삭감!

1) WLCSP 패키지 채용

4mm×4mm (16mm²)의 WLCSP 패키지를 채용하여, 기존품 (8mm×8mm=64mm²)에 비해 실장 면적을 75% 저감하였습니다.

2) 다양한 외장 기능 내장

포터블 기기의 전원으로서 일반적인 리튬 이온 / 리튬 폴리머 배터리용 500mA 충전 기능 (MOSFET 추가로 2A로 확장, 30V 내압의 과전압 보호 기능 포함)을 내장함과 동시에, 백라이트용 LED 드라이버 6LED 1열을 내장하였습니다.

3) 스위칭 주파수의 고속화로 외장 코일의 소형화 실현

Buck Converter의 스위칭 주파수를 기존의 2.5MHz에서 6MHz로 고속화시킴으로써, 외장 코일의 소형화를 실현하여 기존품 대비 실장 면적을 25% 삭감하였습니다.

3. 기능의 집적화와 독자적인 소프트웨어로 고정밀도 배터리 잔량 모니터링 실현

프로세서에 필요한 파워 rail에 적합한 전원 회로와 배터리 충전기 및 쿨롬 카운터 (Coulomb counter)를 집적함으로써 시스템과 배터리의 상태에 최적인 배터리 잔량 검출이 가능합니다. 또한, 독자적인 알고리즘을 탑재한 레퍼런스 소프트웨어로 검출 오차를 극소화하여, 한층 더 고정밀도의 배터리 잔량 모니터링이 가능합니다.

4. 포터블 기기에 필요한 다양한 기능 내장

  • 6.0MHz 강압 × 5ch
  • LDO × 7ch
  • 리튬 이온 / 리튬 폴리머 배터리용 500mA 충전기
  • 15bit ΔΣ- ADC 쿨롬 카운터
  • Real Time Clock (RTC)
  • 32.768kHz 수정 발진 회로
  • 6LED 1열 25mA 조광 (dimming) 기능 내장 LED 드라이버
  • l²C 인터페이스 (100kHz, 400kHz)

5. 평가용 보드 구비

각종 평가 보드를 구비하고 있습니다.

본 제품에 대한 문의