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半導体早わかりガイド、ラピスセミコンダクタのLSIをポイントしぼってわかりやすく解説、表示用ドライバLSI編

液晶ドライバ技術で業界をリードするラピスセミコンダクタ 表示用ドライバLSI、電磁ノイズに強いドライバ




多セルに対応

たとえば、【図.5】のように、あるお客様が、13セル50Vの電池システムを開発しようとした場合、モバイル・コンシューマ市場で使われていた4セルに対応したLSIを使うと、制御用マイコン含めて5個のLSIを必要とします。
一方、当社の電池監視LSIでは、80V高耐圧製造プロセスを採用することで、1つのLSIで、最大16セルまで対応でき、制御用マイコン含めて2個のLSIで構成できるため、電池パックの小型化につながります。


低消費電流・高精度

低消費電流:電池監視LSIの電源電圧は、リチウムイオン電池から供給されます。そのため電池パックを電源効率良く使用するためには、LSIとしての低消費電流化が求められます。
当社では、独自の回路方式により、動作時の消費電流を従来に比べ、1/5となる30μA、またスリープモード時の消費電流も0.1uAを実現し、電池寿命への影響を限りなく少なくしました。【図.6左側】
高精度な電圧測定:電池パックでは、電池寿命を如何に長く伸ばせるかが重要な課題になります。そのため、電池セルの電圧測定や、電流測定による残量精度が求められています。 このグラフ(図6右側)は、一般的なリチウムイオン電池セルの充放電特性を示したものです。青い線は放電、赤い線は充電特性です。電池パックでは、四角で囲った範囲を中心に充放電を繰り返しており、この範囲を如何に高精度で測定するかがポイントになります。
当社では、この特性カーブが比較的フラットな範囲において、±10mVの測定精度を実現し、産業機器向けとしては、トップクラスの測定精度を達成しています。(いずれも当社従来比となります。)


周辺回路内蔵

当社の電池監視LSIは、【図.7】のように、充放電制御用外付けMOSFETのドライバ回路、セルバランス制御回路、外部MCU用3.3Vレギュレータ回路などを内蔵し、LSIの周辺部品点数を削減できます。
また、制御用マイコンにも、残量表示用のLED駆動端子、温度検出用サーミスタ接続端子を設けることで、電池パックの高機能化や小型化に貢献しています。


電池監視LSIの特長まとめ

ここまで解説してきました
当社3つの特長を整理します。


  • 80V高耐圧プロセスを採用し、業界最大の16直列セル対応のLSIにより、 ⇒ 電池監視LSIの使用個数を削減できます。
  • 独自の回路方式により低消費電流・高精度を実現し、 ⇒ 電池パックの信頼性向上、長寿命、長期保管に貢献します。
  • 充放電制御用FETドライバ、セルババランススイッチなどを内蔵し、 ⇒ 外付け部品数を削減し、システムコストを低減できます。

電池監視LSI商品ロードマップ

最後に、【図.9】に、当社の商品ロードマップを示します。 産業機器市場向けとして、電池セル数の少ない電動工具用から、200セルなど大規模な蓄電システム向けまで、それぞれに新商品を交えて取り揃えています。
また、今後の商品展開として、お客様の使い勝手をよくするために、セル電圧をアナログ値ではなく、デジタル値で出力可能とするADコンバータを内蔵した商品開発も行っています。
今後も商品ラインアップを強化し、お客様の使い勝手を向上させるご提案を行っていきます。


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