ROHM旗下蓝碧石半导体开发出世界最小※无线供电芯片组 "ML7630(接收端)"和"ML7631(发射端)"

13.56MHz频段无线供电,智能耳戴式设备的无线充电时代到来

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<概要>

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ROHM集团旗下蓝碧石半导体株式会社(以下简称"蓝碧石半导体")面向可穿戴式设备,开发出世界最小的无线供电控制芯片组"ML7630(接收端/终端)""ML7631(发射端/充电器端)"。
本芯片组是一款无线供电控制LSI,适用于可穿戴式设备中特别是有安装空间限制的Bluetooth®耳机等智能耳戴式设备※1的无线供电。为了能够支持在智能耳戴式设备中的应用,蓝碧石半导体通过在13.56MHz的高频段进行电力传输,将天线(线圈)小型化,同时将充电所需的功能集成于1枚芯片,使之作为SoC※2(片上系统)使用,从而大大削减了安装空间(与MicroUSB连接器的面积相比减少50%)。实现了以往很难实现的智能耳戴式设备的无线供电,不仅有助于设备的小型化,还有助于提高充电的便利性、防水性和防尘性。
即使电池电量耗尽,接收端的"ML7630"也可利用天线磁场产生电能并开始工作。另外,虽然是仅仅2.6mm见方的小型WL-CSP封装,却实现了高达输出功率200mW的无线供电。不仅如此,还满足NFC Forum Type3 Tag v1.0※3规范,支持基于NFC触摸的Bluetooth®配对等功能。而且,发射端的"ML7631"可通过手机电池等USB电源提供的5V电力工作,非常有利于移动充电器的发展。
本芯片组目前已经开始出售样品,预计从2018年5月份开始量产。前期工序的生产基地为蓝碧石半导体宫城株式会社(宫城县),后期工序的生产基地"ML7630"为蓝碧石半导体宫崎株式会社(宫崎县),"ML7631"为ROHM Integrated Systems (泰国) Co., Ltd.。
今后,蓝碧石半导体将面向小型电子设备继续开发无线供电产品并提供解决方案,为社会的智能化发展贡献力量。

<背景>

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近年来,戴在耳朵上的"智能耳戴式设备"作为新一代可穿戴式设备而备受瞩目。然而,由于智能耳戴式设备的超小型体积,使得MicroUSB连接器等供电用端子成为小型化与进一步节省空间的大问题。
在这种背景下,无线供电可以无需端子,这将非常有利于设备的小型化。另外,没有端子还可提高防水性、防尘性等安全性能,对于超小型设备来说是非常有效的供电系统。
一直以来,ROHM集团面向智能手机和平板电脑等终端,不断地开发并供应满足无线供电标准(WPC Qi等)的产品。蓝碧石半导体作为NFC Forum的主要成员--ROHM集团的旗下公司,一直与ROHM一同积极参与适用于需要超小型无线供电系统的可穿戴式设备的13.56MHz无线供电标准的制定。

<新产品特点>

1.无线供电,更节省供电部的空间

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通过使用13.56MHz频段的无线供电,使该芯片组可使用1µH左右的小型天线,这非常有助于实现智能耳戴式设备等可穿戴式设备的无线供电,无端子构造更是有利于设备的进一步小型化。例如,使用超小型天线(例如MARUWA株式会社生产的MNA4040),与以往使用MicroUSB连接器的供电部所占面积相比,可削减面积达50%(本公司计算的面积比)。

2.无微控制器,更省空间,无需软件开发即可构建系统

"ML7630"和"ML7631"将电力输送和接收所需的功能分别集成于1枚芯片,无需微控制器即可实现无线供电控制。因此,不仅不需要软件开发,还因为节省了微控制器安装空间而有助于进一步小型化。可利用专用的PC工具对充电电压高低和可否重新充电等进行自定义。

3.功能丰富,支持智能耳戴式设备

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①电池没电也可以开始工作

接收端的"ML7630"可利用供电时产生天线磁场来供电,因此即使电池电量耗尽也可开始工作。

②200mW输出的LDO和温度管理为锂离子电池充电

"ML7630"中内置可输出200mW的LDO,在该输出端使用充电IC,可对锂离子电池进行充电。另外,利用内置的10位AD转换器和比较器,可通过编程实施对锂离子电池来说非常重要的温度管理(温度检测、阈值管理),从而可进行可靠性优异的充电控制。

③满足NFC Forum Type 3 Tag规范

"ML7630"支持NFC Forum Type3 Tag v1.0规范,可从智能手机等使用了NFC技术的设备中读取"ML7630"内Flash ROM中写入的Tag信息,因此支持无需画面操作或开关操作的NFC触摸Bluetooth®配对等功能。

<开发支持>

本芯片组还配备有可轻松开始无线供电评估的"ML763x"评估套件。另外,还备有配置工具、天线支持相关的文档,使用这些文档可通过PC进行用户特定的设置,支持各种充电方式。
◇13.56MHz无线供电 (NFC)芯片组 工程师用 技术信息网站 (支持页面)
https://www.lapis-semi.cn/cn/datasheet/wpt.html
◇13.56MHz无线供电(NFC) (特设页面)
https://www.lapis-semi.cn/cn/semicon/wpt/landing/ml7630_31.html

 

【产品规格】

项目 ML7630 ML7631
功能 13.56MHz无线供电 接收用LSI 13.56MHz无线供电 发射用LSI
规格 ・搭载带电压设置功能的200mW输出LDO
・1KB数据闪存
・10位A/D转换器:可测量3个外部信号
・满足NFC Forum Type 3 Tag v1.0规范
・10位A/D转换器:可测量3个外部信号
电源 通过天线磁场产生的电压启动 5V
工作温度 -40~85℃ -40~85℃

【销售计划】

项目 ML7630 ML7631
样品 样品出售中
样品价格(参考) 各700日元/个(不含税)
量产销售(计划) 2018年5月
量产数量(计划) 10万个(月产)

【应用领域】

可穿戴式设备、智能耳戴式设备

<术语解说>

※1:智能耳戴式设备(Hearable)
佩戴在耳朵上的可穿戴式设备,也包括无线头戴式耳机和无线入耳式耳机等。近年来,与智能手机同步向高性能化方向快速发展。
※2:SoC(System on a Chip,系统级芯片,片上系统)
一般指集成了系统工作所需功能的IC。在这里是指将无线供电、充电、温度管理等功能集成于1枚芯片。
※3:NFC Forum Type3 Tag v1.0
NFC(Near Field Communication)是指使用13.56MHz的频率在适当距离进行通信的近距离通信技术,规格规范是由NFC论坛定义的。Type3是其规范之一。
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