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1セルリチウムイオン電池の残量を誤差1%で計測可能な管理IC

[issued: 2007.09.27]

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 日本テキサス・インスツルメンツは2007年9月、1セルのリチウムイオン電池を利用する携帯機器向けの電池残量管理IC「bq27500」を発表した。電池残量を99%の精度(誤差1%)でリアルタイムに計測可能であり、携帯電話機やスマートホンなどの小型機器でも、ノート型パソコンにおける残量表示と同様の機能を実現できる。

 通常の携帯電話機では、電池残量管理には電池電圧の計測をベースとした簡易的な手法が用いられている。この手法には負荷電流と電池の内部インピーダンスによるIRドロップにより、測定誤差が大きくなるという問題がある。また電池の劣化の影響が加わり、誤差の値は最大数十%にも及ぶため、機器設計においては大きなマージンを確保する必要があった。言い換えれば、実際には残量が十分にあっても、それを使い切ることなく「残量なし」と判定せざるを得なかった。

 この課題を解決するために、bq27500は電池残量を正確に測定するための仕組みを提供する。それには、同社が「Impedance Track」と呼ぶ技術が用いられている。同技術は、電池の内部インピーダンスを正確に算出するためのアルゴリズム(ファームウエア)として実現されており、これを用いることで、電池の劣化や温度、充放電のパターンなどによって変動する内部インピーダンスをリアルタイムに計測/記憶することができる。この内部インピーダンスの値と電池電圧を基にして電池残量を算出することで、その誤差を1%以内に抑えることが可能になるという。

 bq27500のパッケージは2.5mm×4mmの12端子SON。電池パックではなく端末本体側に実装し、2.5Vの電源電圧を供給するかたちで使用する。通常は消費電流が15μAの電力削減モードで動作し、残量計測時にのみ95μAの消費電流で動作する。I2Cインターフェースによる通信機能を備え、この機能のみ稼働している状態の消費電流は2μA。SHA-1(secure hash algorithm-1)/HMAC(keyed-hashing for message authentication)を用いる電池認証機能も備える。すでに量産出荷中で、1000個受注時の単価は1.35米ドル。なお、電池パック側に実装可能な「bq27540」も、2007年10月から量産の予定である。こちらは電池電圧を直接供給し、内蔵LDO(low drop out)レギュレータによって2.5Vを生成する構成で用いる。

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