배경

최근, 스마트폰, 스마트 워치 등 폭넓은 어플리케이션에서 접점 (接点) 단자를 없애고, 방수 · 방진 성능을 높일 수 있는 무선 충전 기능의 도입이 가속화되고 있습니다. 그러나, 기존의 무선 충전 규격은 주파수가 낮아, 규격에 준거하기 위해서는 안테나의 소형화에 한계가 있으므로, 더 범용적으로 소형 기기에서 이용 가능한 규격 및 방식에 대한 요구가 높아지고 있습니다. 또한, 무선 충전 기능은 안테나 형상 · 사이즈 · 거리에 따라 충전 효율이 달라지기 때문에, 실장을 위해서는 전자기기 측에서 프로토타입 제작 · 조정 · 평가 등을 반복하여 실시해야 합니다. 따라서, 안테나 설계 · 레이아웃 설계에 있어서 매우 많은 개발 부하가 과제였습니다.
이러한 상황에 대응하기 위해, 로옴은 소형 · 박형 기기에서 무선 충전 기능을 간단히 실현할 수 있는 13.56MHz 무선 충전 모듈을 개발하였습니다.

개요

본 제품은 13.56MHz 고주파수 대역을 사용한 소형 무선 충전 시스템을 구축하기 위해, 최적의 안테나 (코일) · 레이아웃 설계 기술을 탑재한 약 20mm2~30mm2 사이즈의 소형 모듈로 최대 200mW까지의 충전량에 대응합니다. 지금까지 무선 충전화가 어려웠던 소형 · 박형 기기에 실장이 용이하며, 이면 Full-Flat 기판 구조를 통해 기기의 설계 자유도 향상에도 기여합니다. 또한, 송전 모듈과 수전 모듈을 세트로 사용함으로써, 충전 효율의 최적화에 필요한 프로토타입 제작 · 조정 · 평가 등의 개발 공수도 삭감됩니다. 내장 안테나로 쌍방향 데이터 통신 및 NFC Forum Type3 Tag※1에 대응 가능하므로, 어플리케이션의 통신 기능 확장에도 기여합니다.

특징

1. 안테나 기판 일체형 모듈로 개발 공수를 대폭 삭감하여, 무선 충전 기능 실현이 용이

로옴의 독자적인 시뮬레이션을 구사한 안테나 설계 기술 및 매칭 조정, 배선 손실을 저감하는 기판 레이아웃 설계 기술을 탑재한 안테나 기판 일체형 모듈입니다. 송전 모듈과 수전 모듈을 세트로 사용함으로써 최대 200mW의 충전량을 실현합니다. 안테나와 제어 회로를 별도로 구성하는 경우에 비해, 충전 특성을 보증하므로 안테나 설계 · 레이아웃 설계 및 충전 평가를 실시하지 않고도 제품 평가가 가능합니다. 개발 공수 및 기판 수정에 따른 설계 부하를 대폭 삭감하여, 무선 충전 기능 실현이 용이합니다.

2. 13.56MHz 고주파수 대역 채용으로 모듈의 소형화 실현, 기기의 설계 자유도 향상에 기여

스마트 태그 등의 소형 기기 및 마우스와 같은 PC 주변기기용으로, 13.56MHz 고주파수 대역의 자계 공명 방식을 채용하여 안테나를 소형화함으로써, 기존의 무선 충전 규격에서 어려웠던 안테나 · 매칭 회로 · 무선 충전 IC를 내장한 소형 모듈을 실현하였습니다. 또한, 무선 충전 제품으로서 접점 단자를 없애고 방수 · 방진 특성을 향상시켰습니다. 탑재 부품을 모두 표면에 실장한 이면 Full-Flat 구조를 채용하여, 기기에 대한 탈착이 용이하므로 기기 구조의 심플화와 설계의 자유도 향상에 기여합니다.

3. 모듈 내장 안테나로 어플리케이션의 데이터 통신 기능 확장에 기여

NFC 통신 규격과 동일하게 13.56MHz의 고주파수 대역을 사용하여, 모듈 내장 안테나로 충전과 통신에 모두 대응 가능합니다. 쌍방향 데이터 통신 (통신 속도 212kbps로 최대 256byte) 및 NFC Forum Type3 Tag의 태그 통신이 가능하여, 펌웨어의 다운로드, 센서 데이터 · 디바이스 정보 · 인증 정보의 안정된 데이터 전송 및 rewrite, 배터리 출력 전압치 전송과 같은 어플리케이션의 데이터 통신 기능 확장에 기여합니다.

어플리케이션 예

스마트 태그, 스마트 카드 · ID 카드 등의 소형 기기,
마우스 및 리모컨 등의 PC 주변기기, 헬스케어용 소형 기기