[제품 리뷰] 로옴, 최대 1W 충전 가능한 무선 충전 칩 세트

2021-10-19

웨어러블 기기의 무선 충전과 비접촉 통신을 동시 실현

로옴 그룹 라피스 테크놀로지 주식회사(이하, 라피스 테크놀로지)는 웨어러블 기기용으로, 최대 1W의 무선 충전이 가능한 칩 세트 「ML7661」 (송전측) 「ML7660」 (수전측)을 개발했다.

이 제품은 송수전에 필요한 제어 회로를내장함으로써, 외장 마이컴이 필요 없어, 1W 충전 제품으로는 업계 최소 수준의 시스템 사이즈를 실현했다. 리스트밴드 타입 혈압계 및 스마트 워치, 보청기 등 장시간 장착용으로 배터리 용량이 큰 웨어러블 기기에 최적이다.

또한, 13.56MHz의 고주파 대역을 채용하여, 동일 주파수의 근거리 무선 통신 규격 「Near Field Communication (NFC)」에 준거한 비접촉 통신도 가능하다. 1개의 칩 세트로 무선 충전과 통신이 가능하므로, 산업기기 및 PC의 냉각용 팬, E-bike의 토크 센서 등 유선으로는 디자인에 제약이 따르는 회전계 기구를 탑재한 기기에서 디자인성 및 설계 자유도 향상에 기여한다.

이 제품은 2021년 9월에 샘플 (샘플 가격 500엔 / 개, 세금 불포함) 출하를 개시하였으며, 2022년 4월부터 월 10만개의 생산 체제로 양산을 개시할 예정이다. 생산 거점은 전공정 라피스 세미컨덕터 미야기 공장 (미야기)이며, 후공정은 「ML7661」이 ROHM Integrated Systems (Thailand) Co., Ltd., 「ML7660」이 라피스 세미컨덕터 미야자키 공장 (미야자키)이다.

어떻게 만들었나

최근, 소형 전자기기 (특히 소형 의료기기)의 감전에 대한 안전성 향상의 요구가 높아지고 있다. 이에 대해, 무선 충전의 경우 전원 커넥터를 필요로 하지 않아, 밀폐형 패키지로 방수 및 방진 성능을 높일 수 있다. 따라서, 충전이나 땀 등으로 인한 감전에 대한 안전성을 크게 향상시킬 수 있다. 그러나, 현재 무선 충전으로 널리 보급된 Qi (치) 규격※2의 경우 충전량이 최대 15W로 크지만, 안테나 사이즈와 칩 세트를 포함한 시스템 사이즈도 크므로, 웨어러블 기기에 대한 탑재가 어려웠다.

로옴 그룹 라피스 테크놀로지는 이러한 과제에 대해, 무선 충전의 주파수 대역으로 13.56MHz를 채용함으로써, 무선 충전 기능과 비접촉 통신 기능을 내장한, 충전량 200mW의 무선 충전 칩 세트 「ML763x」를 2020년 6월부터 양산했다. 시장에서 호평과 동시에, 리스트밴드 타입 혈압계 및 스마트 워치, 보청기 등 배터리 용량이 큰 웨어러블 기기에 대응이 가능하도록 충전량 UP에 대한 요구가 높아졌다. 이러한 상황에서 이번에 소형 및 충전량 1W의 신제품을 개발하여, 무선 충전 탑재 가능 어플리케이션이 더욱 확대되었다.

어떤 특징 있나

1. 업계 최소 수준의 시스템 사이즈로 최대 1W의 무선 충전 실현

필요 충전량에 따른 송전 전력의 최적 제어로 LSI 본체의 발열을 억제함으로써, 최대 1W의 무선 충전 실현. 또한, 충전에 고주파 대역 13.56MHz를 채용함으로써, 안테나의 소형화를 실현하여, 일반품 대비 시스템 사이즈를 30％ 삭감 가능하므로, 리스트밴드 타입 혈압계 및 스마트 워치, 보청기 등의 소형 전자기기에 최적이다.

I2C 인터페이스와 SPI 인터페이스에 대응하는 통신 프로토콜을 내장하여, 디지털 센서 등을 마이컴 없이 제어할 수 있다. 마이컴의 실장 스페이스가 필요하지 않아, 충전량 1W 수준의 일반품 대비 업계 최소 수준의 시스템 사이즈를 실현한다.

2. 무선 충전과 비접촉 통신을 동시에 실현하여, 어플리케이션의 디자인성 및 설계 자유도 향상에 기여

무선 충전에 13.56MHz의 고주파 대역을 채용함으로써, 13.56MHz의 근거리 무선 통신 규격 「Near Field Communication (NFC)」에 준거하는 비접촉 통신이 가능하다. 무선 충전과 비접촉 통신을 동시에 실현함에 따라, 산업기기나 PC의 냉각용 팬, E-bike의 토크 센서 등, 유선으로는 디자인에 제약이 따르는 회전계 기기에서 디자인성 및 설계 자유도 향상에 기여한다. 또한, 독자적인 통신 포맷을 채용함으로써, ML763x에서 4ms인 데이터 통신 간격을 ML766x에서는 1ms로 단축하여, 더욱 실시간으로 회전수의 제어 및 모니터링을 실현한다.

3. 마이컴이 없는 시스템 구축으로 개발 공수 삭감

충전 효율을 높이기 위한 송전량 조정과 2차전지 사양에 따른 온도 임계치 등의 파라미터 설정만으로 간단히 시스템을 구축할 수 있다. 이에 따라, 시스템 제어용 마이컴과 해당 프로그램 개발이 필요하지 않아, 개발 공수 삭감에 기여한다. 동시에 저소비전력 모드를 탑재하여, 시스템 대기 시의 소비전력도 대폭 삭감할 수 있다.

＜제품 사양＞