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세계 최소 무선 충전 칩 세트 「ML7630 (수전측)」「ML7631 (송전측)」 개발
~13.56MHz 대역 무선 충전으로 히어러블 기기의 무선 충전 시대 도래~

2018년 3월 23일

<개요>

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로옴 그룹 라피스 세미컨덕터 (LAPIS Semiconductor)는 웨어러블 기기용으로 세계 최소 무선 충전 제어 칩 세트 「ML7630 (수전 / 단말기측)」「ML7631 (송전 / 충전기측)」을 개발하였습니다.

 

본 칩 세트는 웨어러블 기기 중에서도 특히 실장 공간에 제약을 받는 Bluetooth® 헤드셋 등 히어러블 기기※1의 무선 충전에 적합한 무선 충전 제어 LSI입니다. 히어러블 기기에 대응하기 위해 13.56MHz의 고주파 대역에서 전력 전송을 실행하여 안테나 (코일)를 소형화 함과 동시에, 송수전에 필요한 기능을 1칩에 집적하여 SoC※2 (시스템 온 칩)화 함으로써 실장 공간의 삭감 (MicroUSB 커넥터에 비해 면적비 50% 저감)을 실현하였습니다. 기존에는 어려웠던 히어러블 기기에서의 무선 충전을 실현함으로써, 기기의 소형화뿐만 아니라, 충전 편리성, 방수성 및 방진성 향상에 기여합니다.

수전측인 「ML7630」은 안테나의 자계에서 전력을 생성하여 배터리가 모두 소모된 상태에서도 동작을 개시할 수 있습니다. 또한, 200mW 출력까지의 무선 충전을 2.6mm×2.6mm의 소형 WL-CSP 패키지로 실현하였습니다. NFC Forum Type3 Tag v1.0※3 기능도 탑재하여, NFC 터치에 의한 Bluetooth®의 페어링 등을 지원합니다. 한편, 송전측인 「ML7631」은 보조 배터리 등 USB 전원으로부터 공급되는 5V로 동작 가능하므로 충전기의 모바일화에 기여합니다.

본 칩 세트는 현재 샘플 출하 중이며, 2018년 5월부터 양산을 개시할 예정입니다. 생산 거점은 전공정이 라피스 세미컨덕터 미야기 주식회사 (미야기), 후공정이 「ML7630」은 라피스 세미컨덕터 미야자키 주식회사 (미야자키), 「ML7631」은 ROHM Integrated Systems (Thailand) Co., Ltd. (태국)입니다. 라피스 세미컨덕터는 앞으로도 소형 전자 기기용 무선 충전 제품 및 솔루션을 개발함으로써 사회의 스마트화에 기여할 것입니다.

<배경>

배경

최근, 신세대 웨어러블 기기로서 귀에 장착하는 「히어러블 기기」가 주목받고 있습니다. 이러한 히어러블 기기는 초소형이므로, MicroUSB 커넥터 등 충전용 단자가 소형화 및 스페이스 절약화의 큰 과제입니다. 무선 충전의 경우, 단자가 없으므로 기기의 소형화에 기여할 수 있으며, 방수성 및 방진성 등의 안전성이 향상되므로 초소형 기기에서는 효과적인 충전 시스템입니다. 로옴 그룹은 지금까지 스마트폰 및 태블릿 단말기용으로 무선 충전 규격 (WPC Qi 등)에 대응한 상품을 개발하고 제공해왔습니다. 라피스 세미컨덕터는 NFC Forum의 principal member인 로옴 그룹의 일원으로서, 로옴과 함께 초소형 무선 충전 시스템이 요구되는 웨어러블 기기에 적합한 13.56MHz 무선 충전 규격 책정에 적극적으로 임하고 있습니다.

<특징>

무선 충전으로 충전부의 스페이스 절약화,마이컴 없이 스페이스 절약화 실현, 소프트웨어 개발 없이 시스템 구축 가능

1. 무선 충전으로 충전부의 스페이스 절약화

본 칩 세트는 13.56MHz 대역을 사용한 무선 충전을 통해 1µH 정도의 소형 안테나를 사용할 수 있습니다. 히어러블 기기와 같은 웨어러블 기기의 무선 충전을 실현함으로써 단자가 필요하지 않아, 기기의 소형화에 크게 기여합니다. 예를 들어 초소형 안테나 (예 : 주식회사 MARUWA 제품 MNA4040)를 사용함으로써, 기존의 MicroUSB 커넥터를 사용한 충전부의 점유 면적에 비해 면적비를 50% (당사 산출비) 저감할 수 있습니다.

2. 마이컴 없이 스페이스 절약화 실현, 소프트웨어 개발 없이 시스템 구축 가능

「ML7630」과 「ML7631」은 수전과 송전에 필요한 기능을 각각 1칩에 집적하여, 마이컴 없이 무선 충전 제어를 실현할 수 있습니다. 따라서, 소프트웨어를 개발할 필요가 없으며, 마이컴의 실장 면적을 삭감할 수 있어 소형화에도 기여합니다. 충전 전압 및 재충전 전압 등의 커스텀 대응은 전용 PC 툴을 통해 설정할 수 있습니다.

다양한 기능으로 히어러블 기기를 서포트

3. 다양한 기능으로 히어러블 기기를 서포트

① 배터리가 모두 소모되어도 동작 개시
수전측인 「ML7630」은 충전 시에 생성되는 안테나의 자계에서 전력을 공급할 수 있으므로, 배터리가 모두 소모된 상태에서도 동작을 개시할 수 있습니다.

② 200mW 출력의 LDO와 온도 관리로 Li-ion 배터리 충전
「ML7630」에는 200mW 출력이 가능한 LDO를 탑재하고, 그 출력으로 충전 IC를 사용함으로써, Li-ion 배터리를 충전할 수 있습니다. 또한, 10bit AD 컨버터와 콤퍼레이터를 내장하여 Li-ion 배터리에서 중요한 온도 관리 (온도 검출, 임계치 관리)를 프로그래머블로 실시할 수 있어, 신뢰성 높은 충전 제어가 가능합니다.

③ NFC Forum Type3 Tag 기능 탑재
「ML7630」에는 NFC Forum Type3 Tag v1.0 기능을 탑재하여, 스마트폰 등의 NFC 탑재 기기에서 「ML7630」의 Flash ROM에 입력된 Tag 정보를 파악할 수 있으므로, 화면 조작 및 스위치 조작이 불필요한 NFC 터치에 의한 Bluetooth®의 페어링 등에 대응할 수 있습니다.

【사양】

항목 ML7630 ML7631
기능 13.56MHz 무선 충전 수전 LSI 13.56MHz 무선 충전 송전 LSI
사양 ・전압 설정 기능 내장 200mW 출력 LDO 탑재
・1KB 데이터 Flash
・10bit A/D 컨버터 : 외부 신호 3개 측정 가능
・NFC Forum Type3 Tag v1.0 기능 탑재
・10bit A/D 컨버터 : 외부 신호 3개 측정 가능
전원 안테나 자계로부터 생성된 전압으로 기동 5V
동작온도 -40~85℃ -40~85℃
패키지 34Pin WL-CSP(2.6 x 2.6 mm) 32Pin WQFN(5.0 x 5.0 mm)

【판매 계획】

항목 ML7630 ML7631
샘플 출하 시기 샘플 출하중
샘플 가격 (참고) 각 700엔 / 개 (세금 별도)
양산 출하 (예정) 2018년 5월부터
양산 수량 (예정) 10만개 (월 생산량)

【응용 분야】

웨어러블 기기, 히어러블 기기

<용어 설명>

*1) 히어러블 기기 (Hearable)
귀에 장착하는 웨어러블 기기를 뜻하며, 무선 헤드폰 및 무선 이어폰 등도 포함된다. 최근 스마트폰과 함께 고기능화되고 있다.
*2) SoC (System on a Chip, 시스템 온 칩)
일반적으로, 시스템의 동작에 필요한 기능을 집적한 IC. 여기에서는 무선 충전과 더불어 충전 대응, 온도 관리 등을 1칩화하였다.
*3) NFC Forum Type3 Tag v1.0
NFC (Near Field Communication)란 13.56MHz의 주파수를 사용하여 매우 가까운 거리에서 통신하는 근거리 통신기술이며, NFC 포럼에서 사양을 정의하고 있다. Type3은 그 규격 중, 하나이다.