電流積算制度を±1%に向上した大電流測定対応クーロンカウンタＩＣ

クリックで拡大

ＢＭＳリファレンスボード

　ロームはロボットをはじめドローン、蓄電装置、バックアップ電源など産業機器用の電池残量を高精度に予測できる大電流対応クーロンカウンタＩＣ「ＢＤ７２２０ＦＶ」を開発した。

　電荷の流出入をカウントする（クーロンカウント）ＩＣで、従来±５％だった電流積算精度を±１％に高めた。±１０Ａ−±２千Ａの大電流測定対応の高精度クーロンカウンタＩＣ開発は世界で初めて。

　最先端の０.１３μmＢｉＣＤＭＯＳプロセスを採用し、２０ピンＳＳＯＰで供給。１８年１２月からサンプル出荷を開始、４月から量産を始める。前工程はローム浜松（浜松市南区）で行う。

　電池残量を高精度に予測して電池容量の有効活用ニーズに応えていく。まず、産業機器用リチウムイオン電池向けに供給し、今後は電気自動車（ＥＶ）向けにも用途を広げる。

　新開発クーロンカウンタＩＣのほか、４月以降に量産予定の非絶縁型ＦＥＴゲートドライバー、既に量産中の電池監視ＬＳＩ、ＮｃｈパワーＭＯＳＦＥＴ、ＦＥＴ内蔵スイッチングレギュレータ、ハイパフォーマンス＆超ローパワーマイコン、高電力・超低抵抗シャント抵抗器などを搭載したバッテリマネジメントシステム（ＢＭＳ）リファレンスボードも用意。産業機器向けＢＭＳソリューションとして提案していく。

　ＢＤ７２２０ＦＶは電池残量の測定方法に、電池電圧を測定する方法に比べて高精度に残量を予測できる、電流×時間の積算で測定し電荷の流出入を測定する電流測定法を採用した。

　電流測定精度をさらに高めるため、従来マイコンに内蔵したＡＤコンバータで読み出していた電流を測定するΔ�狽`Ｄコンバータのほか、得られた電流を積算する演算器、ＯＳＣ、オペアンプをクーロン・カウンタＩＣに内蔵。独自のリアルタイム電流積算による高精度演算を実現した。

　内蔵のΔ�狽`Ｄコンバータは従来のマイコンで１００Ｈｚ、１０ミリ秒だった時間分解能を４ＫＨｚ、２５０μ秒と４０倍に引き上げた。また、従来のマイコンで１２ビットのＡＤコンバータ分解能を１６ビットに、９７.７ｍＡの２００Ａ測定時分解能を６.１ｍＡと１６倍に上げ、トータルで６４０倍の高性能電流測定を可能にした。

　測定値を正しく得るために各デバイスの出力をチェックして補正するキャリブレーションも、出力を最適化した各ブロック回路をクーロンカウンタＩＣに内蔵することで一括補正が可能となった。

　これらにより電流積算精度を従来の±５％から±１％に高め、開発工数をこれまでの２カ月から１週間に短縮。

　産業機器用で課題のモーターやインバータのノイズ影響には、４段階に切り替え可能なデジタルノイズフィルタを内蔵、ノイズ環境下でもＡＣ出力値にバラツキのない電流積算精度±１％の高精度測定を実現。

　電池容量５０Ａｈのリチウムイオン電池の場合、電流積算精度±５％で使用可能な実電池容量は４５ＡＨだが、電流積算精度±１％だと実電池容量が４９Ａｈとなる。１６セルつなぐと、積算精度５％で２６６４Ｗｈ、同１％では２９０１Ｗｈになり、２３７Ｗｈの大きな差が生じ、電池容量の有効活用でも大きな差になる。

　クーロンカウンタＩＣの供給と合わせて、同ＩＣを搭載したＢＭＳリファレンスボードも供給する。同ボード搭載の非絶縁型ＦＥＴゲートドライバーは２ｃｈハイサイド用Ｎ―ＭＯＳＦＥＴゲートドライバー。充電／放電の制御が可能だ。内蔵の昇圧回路によりマイコンからの信号をＦＥＴドライブができる信号に変換する。立ち上がり時間３５０μ秒ｍａｘ、立ち下がり時間７０μ秒ｍａｘ。１ｃｈ小電流の充放電制御が可能。耐圧８０Ｖ。動作電圧６.５−６４Ｖ。動作温度−４０−＋１０５度。２０ピンＴＳＳＯＰ。

　テクノフロンティア２０１８では、ロボット掃除機の１０Ａ以上のリチウムイオン電池の電圧、電流をＢＭＳリファレンスボードで読み取り、Ｗｉ−ＳＵＮ無線通信モジュールでタブレットＰＣにデータ送信し、タブレットＰＣ画面に表示するデモを行い好評だった。４月に開かれる同２０１９でも新開発のリファレンスボードを使いＢＭＳデモを行う予定だ。

| 全新製品情報 | 一般電子部品:製品別リスト |
| 電子デバイス:製品別リスト | 電子デバイス:用途別リスト|
| ホームページへ戻る | 次データへ |