NFCチップセットが小型ワイヤレス給電を実現

ローム株式会社は、スマートリング、スマートバンド、スマートペンなどの小型ウェアラブル機器および周辺デバイス向けに、NFC（Near Field Communication）技術を利用した小型ワイヤレス給電チップセットを開発しました。受電IC「ML7670」と送電IC「ML7671」は、低消費電力機器に適したワイヤレス充電を実現しながら、部品点数と基板実装面積の削減に貢献します。

小型ウェアラブル向けNFCワイヤレス給電
ロームは、近距離無線通信技術NFCを利用したワイヤレス給電用チップセットとして、受電IC「ML7670」と送電IC「ML7671」を開発しました。本ソリューションは、従来の有線充電や大型のワイヤレス給電システムの搭載が難しい、極めて小型のデバイス向けに設計されています。

本チップセットは、スマートリング、スマートバンド、スマートペン、ワイヤレスイヤホンなどの小型ウェアラブル機器や周辺デバイスへの搭載を想定しています。これらの機器では、限られた筐体スペースと小容量バッテリーに対応するため、低消費電力で高集積な充電回路が求められます。

受電IC「ML7670」は、2.28 × 2.56 × 0.48mmというコンパクトサイズを維持しながら、最大250mWの電力伝送に対応します。この低出力領域において最大45%の給電効率を実現しています。ロームによると、コイル整合、整流回路、スイッチングデバイスの損失低減を最適化することで、同クラスのNFCワイヤレス給電デバイスと比較して高い効率性能を達成しています。

外部部品削減を実現する高集積アーキテクチャ
本チップセットは、小型機器における外部回路の削減を重要な設計目標としています。受電ICには、充電ICへの電力供給に通常必要となるスイッチングMOSFETが内蔵されています。これにより、従来のワイヤレス給電受電回路で必要だった複数の外部部品を削減できます。

さらに、ワイヤレス給電制御に必要なファームウェアをIC内部に実装しているため、充電制御用のホストMCUが不要になります。この統合設計により、基板面積の削減と機器開発の簡素化が可能となります。

NFCワイヤレス充電規格への準拠
ML7670／ML7671チップセットは、NFC Forumが策定したWireless Charging Specification（WLC 2.0）に準拠しています。この規格は、NFC通信と同じ13.56MHz帯を利用してワイヤレス給電を行う仕組みです。

NFC技術を用いることで、従来のワイヤレス給電方式よりも小型のアンテナコイルで電力伝送が可能になります。たとえば、スマートフォンなどで広く採用されているQi規格ではコイルサイズが比較的大きくなりますが、NFC給電ではより小型のコイル設計が可能です。

この特徴により、スマートリングのような極小フォームファクタのデバイスでもワイヤレス充電を実装しやすくなります。また、規格準拠により、NFCワイヤレス給電機器との相互運用性の確保にも貢献します。

スマートリングへの採用事例
本チップセットの採用事例として、日本のウェアラブルメーカーである株式会社SOXAIが開発したスマートリング「SOXAI RING 2」が挙げられます。このデバイスは睡眠管理を目的としたウェアラブル機器で、光学式バイタルセンサー、温度センサー、加速度センサー、Bluetooth Low Energy通信機能、NFCワイヤレス充電機能などを搭載しています。

SOXAI RING 2には、「Deep Sensing」と呼ばれる光電容積脈波（PPG）センサー技術が採用されており、生体信号の測定精度を向上させています。これにより、睡眠状態や身体状態の変化をより詳細に可視化できるとされています。

ワイヤレス給電の採用により、リング型デバイスにおいて外部充電端子を不要とし、耐久性や防水性の向上にも寄与します。

量産および評価環境
受電IC「ML7670」と送電IC「ML7671」はすでに量産を開始しており、ROHM Online Storeを通じて販売されています。また、ウェアラブル機器や小型電子機器の開発者向けに、評価ボードおよびリファレンスデザインも提供されています。

小型機器に最適化された低出力ワイヤレス給電技術として、本チップセットはスマートリングなど極小デバイスの設計課題に対応するソリューションとして位置付けられます。

産業ジャーナリスト、スシトラ・マニによる編集 — AI支援。

www.rohm.com