大電流急速充電に対応したリチウムイオン電池充電制御ICの発売【ルネサスエレクトロニクス】

2012年12月20日

ルネサスエレクトロニクス㈱（代表取締役社長：赤尾泰、以下ルネサス）はこのたび、デジタルカメラ（DSC）や、スマートフォンなどの携帯機器のリチウムイオンバッテリー向けとして、降圧DC‐DCコンバータを内蔵し2A大電流充電を実現する、リチウムイオン充電制御IC「R2A20057BM」を製品化し、本年12月よりサンプル出荷を開始します。

新製品は1セルのリチウムイオン電池を充電するための充電制御ICで、（1）高耐圧ウエハプロセスの微細化とウエハレベルパッケージ技術等により、従来一般的に充電ICに使用されていた4mm×4mmのQFN（Quad Flat No-Lead）パッケージに比べ、約62％のチップ面積の削減で世界最小クラスを実現すると共に、高効率降圧DC‐DCコンバータを搭載することにより2Aクラスの大電流充電に対応。　（2）USB　Battery Charging 1.2で規定される3種類のポートを含む6種類のUSBポートを自動認識し入力電流制限値を自動設定。　（3）さらに充電機能を本製品のみで実行するスタンドアロン動作とI2Cによりマイコンなどの外部制御の両方式に対応し多様化するシステムに幅広く対応可能。

等の特長を有しております。さらに、自動負荷配分機能や各種保護機能を内蔵しており、充電システムの構築や、安全な充電が可能です。

新製品のサンプル価格は1個あたり320円（税込）で、量産は2013年1月から開始し、2013年8月以降は月産50万個を計画しております。

背景

DSC、DSC、スマートフォンなどのモバイル機器の高機能化により、使用する電流が増え、搭載されるリチウムイオン電池が大型化しその電池を充電する電流が増加しています。しかし、大電流充電を行うためには、充電システムに使用するパワーMOSFETや受動部品などの搭載数が増加する上、大電流化に伴い充電ICの発熱量が大きくなるため、大型の放熱機構を要します。このため、特に小型化を求められるモバイル機器にとっては実装面積低減が大きな課題となっています。

新製品はこの解決策として、複数のパワーMOSFETと充電制御回路を1チップ化しかつウエハレベルのパッケージを使用することにより実装面積の大幅低減を図ると共に、高効率降圧DC‐DCコンバータ搭載により発熱を抑えた大電流充電を実現します。

特長

新製品の主な特長は以下の通りです。

（1）約62%のチップ面積小型化を実現
高耐圧微細化ウエハプロセスおよびウエハレベルパッケージ（WL-BGA 25pin 0.4mmPitch）の採用により2.47mm × 2.47mmの世界最小クラスの小型チップサイズを実現。また2MHzの高周波降圧DC‐DCコンバータを搭載したため、外付けに必要なインダクタに小型な積層型を使用可能。入力耐圧が25Vと高い上に、過電圧保護回路を内蔵したため、外付けの保護回路が不要となり、実装面積削減に大きく貢献します。

（2）USB Battery Charging 1.2に対応
USB充電の規格である、Battery Charging 1.2に対応し、USBで規定される3種類のポートを含む合計6種類のUSBポートを自動認識して入力電流制限値を自動設定します。

（3）スタンドアロン動作、I2C制御動作両方に対応
新製品単体での充電動作を実行できるとともに、I2Cからのコマンド入力で充電動作を制御することが可能です。I2Cからは充電開始/停止制御はもちろん充電制御電圧、充電電流、入力電流制限値などのパラメータ値変更に対応しており様々なニーズに対応することが可能です。

（4）自動負荷配分機能を内蔵
電池に充電しながらシステムへの電源供給パスの制御を行います。USBからの電源供給時などの入力電流が制限された状態で、システムへの給電を優先して、充電電流を調整する自動負荷配分機能を内蔵しており、外付けにスイッチなどの大型部品を追加することなく、充電システムを構築可能です。

（5）各種保護機能を内蔵し安全に充電可能
入力/出力過電圧、温度保護、充電タイマ保護、サーミスタによる電池温度監視/JEITAガイドライン対応など安全に充電を行うための保護機能が搭載されています。また充電制御電圧は高精度4.20V/4.35V±0.5%を実現リチウムイオン電池を規定の電圧で安全に充電可能です。

新製品の主な仕様は、別紙をご参照ください。