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リチウムイオン電池監視LSI 「ML5233」


マイコンレスで業界最小の低消費電流を実現した
リチウムイオン電池監視LSIを開発

~ コードレス掃除機、電動工具など小型機器に最適 ~
※2015年6月ラピスセミコンダクタ調べ


要 旨

ラピスセミコンダクタは、電池駆動のコードレス掃除機や電動工具などの電池保護システム用に、動作時消費電流を業界最小の25µA(@Typ.)に抑えた、10セル対応のリチウムイオン電池監視LSI「ML5233」を開発しました。

動作時消費電流はもちろんのこと、パワーダウン時消費電流も業界最小0.1µA(@Typ.)を継承しているため、電池パックの長期保管時でも電池容量にほとんど影響与えず、充電された電池を無駄にしないECOな商品を実現します。

また、温度検出回路とショート電流検出回路を内蔵したことで、過充電・過放電および過電流検出だけでなく、充放電時の異常温度(高温)検出や電池パックのショート検出をマイコンレスで実現。実装面積を約20%、主要な部品点数を4個から1個に削減することができます。これにより、電池保護システムの小型化に貢献し、お客様の開発負担を軽減します。

なお、本LSIは現在既にサンプル出荷中で、2015年9月からラピスセミコンダクタ宮崎(宮崎市)で量産出荷を開始する予定です。

今後もラピスセミコンダクタは、多直列セル構成のリチウムイオン電池監視LSIで一般・産業機器市場の高電圧電池監視システム開発のご要求にお応えしていきます。

背 景

リチウムイオン2次電池を採用した電池駆動のコードレス掃除機や電動工具などは、その利便性から年々世界中で需要が高まりつつあります。さらに、機器の軽量化による持ち易さ、デザイン性も重要視されております。

リチウムイオン2次電池は、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル水素充電池に比べ体積・重量あたりのエネルギー効率が高く、小型・軽量化に優れます。一方で、電池セルの状態を常に監視・制御しないと発火・爆発、寿命低下が生じるという課題もあり、小型で低消費な電池監視LSIが求められています。

 

新商品の特長

1. 業界最小の低消費電流を実現


  • 動作時
    • 消費電流を従来品比約50%減の25µA(@Typ.値)と業界最小値を達成したことで、システムの省エネ化にも貢献します。
  • パワーダウン時
    • これまでの機種同様、業界最小の低消費電流0.1µA(@Typ.)を継承。電池パックの長期保管時でも電池容量にほとんど影響与えず、充電された電池を無駄にしません。

2. 業界トップクラスの電圧検出精度で、充電効率を7%向上


  • 高精度な過充電検出精度を実現。電池パック内の各セル電圧を、±15mVと高精度で検出できるため、従来の±50mVの場合と比較して、電池の充電効率が最大で7%アップします。

3. 各種異常検出・保護機能をマイコンレスで実現し、実装面積を20%削減


  • 温度検出回路とショート電流検出回路を内蔵したことで、マイコンレスで充放電時の異常温度(高温)検出と電池パックのショート検出が可能になりました。
    これにより、実装面積を約20%、主要な部品点数を4個から1個に削減。MOSFET、電流検出用シャント抵抗およびサーミスタを外付けすることで完全ハード化できるため、電池保護システムの小型化はもちろんのこと、お客様の開発負担も軽減します。
 

4. 多段接続機能により10セル以上のシステムにも対応可能


  • 高耐圧プロセスにより、LSI一つで4~10直列システムまで対応でき、14V~最大36Vまでの電動工具などでも安心して使用することができます。
    一例として本LSIを2個使用することで、20直列システム(72V)に拡張できるため、電動自転車、乗用カートなど幅広い高電圧アプリケーションにも対応できます。
 

仕様

  • 対応セル数:10直列セル (多段直列接続により、拡張可能)
  • 過充電 / 過放電検出精度 :±15mV (Max値 常温) / ±50mV (Max.値 常温)
  • 放電過電流/充電過電流検出精度:±10mV (Max.値 常温) / ±15mV (Max.値 常温)
  • ショート電流検出精度:±15mV(Max.値 常温)
  • 温度検出機能:放電禁止温度 75°C以上、充電禁止温度 55°C以上 外部にNTC (10kΩ、B=3435)と4.7kΩ抵抗を接続時
  • 外部充放電FET制御 : NMOS-FETドライバ回路内蔵
  • 動作時消費電流 : 25µA (Typ.値)、60µA (Max.値)
  • パワーダウン時消費電流 : 0.1µA (Typ.値)、1µA (Max.値)
  • 動作電源電圧 : +5 ~ +60V
  • 動作温度 : -40°C ~ -85°C
  • パッケージ : LQFP32 (9mm × 9mm リード端子含む)

サポート体制

  • ラピスセミコンダクタでは、充実したサポート体制を提供しております。簡単に評価を開始できる評価ボードを用意しており、サポートサイトからユーザ登録していただくことで様々なマニュアルやツールが利用できます。

販売計画

  • 商品名 : ML5233
  • サンプル出荷時期 : サンプル出荷中
  • サンプル価格(参考) : 800円(税別)
  • 量産出荷予定 : 2015年 9月より
  • 量産規模 : 月産5万個

応用分野

  • コードレス掃除機
  • 電動工具など

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