みなさま こんにちは ST Micro Electronics Analog Mems Sensor製品グループ パワーマレージメント製品を担当しております サイトと申しますこのセミナーでは さまざまなワイヤレス充電システムの鍵となる製品やソリューションについて解説しますそれではさっそくセミナーを始めて参りますそれでは今日のセミナーのアジェンダーをご紹介します一番ワイヤレス充電の市場トレンド昨今のワイヤレス充電の採用令 またマーケットのシェア等もご紹介していきたいと思います次に2番目 ワイヤレス充電を支えるテクノロジー我々STが提唱するさまざまな 試みやテクノロジーに対するご説明をさせていただきたいと思いますまた一般的に用いられている手法 そういったものとの比較などもご紹介できればと思っていますワイヤレス充電のアプリケーション昨今ではスマートフォンといったものでほぼ搭載されているモデルが増えてきているという形があるかと思いますがそれ以外にもアプリケーションをターゲットにしたワイヤレス充電の試みといったようなものもご紹介できればと思っています4番目 またワイヤレス充電ICですが弊社STが推奨するワイヤレス充電ICそれと企画に関するお話トランスミッターレシーバー そういったものをご紹介させていただきたいと思いますワイヤレス充電は昨今チーといった企画をベースに作られているものが販売されているかと思いますがそういったプロトコルをベースにハイパワーといった相伝充電のデモや性能なんかをご紹介できればと思っていますそれらの充電システムを支える開発サポートツールといったものも設計者にとっては非常に重要なものになっていますそういったものをご紹介だったりSTの独自で提供させていただいているツール等もご紹介できればと思っています最後にまとめという形になりますそれではワイヤレス充電の市場トレンドワイヤレス充電機の普及トレンドをこのような形でグラフで表していますチーという企画が出てきてから大体今年に入ってからですね2022年までほぼ大体10年ぐらいもう経過している形になります最初はなかなかどの企画が王道になっていくのかそういったところというのが非常に市場では一部を置くする形で始まったんですけども徐々に搭載機種、搭載機器が増え搭載しようと思われる企業様が増え5年から徐々に増え出してまた有名なメーカーさん、機器メーカーさんが増え搭載例が増え、そして昨今では大体30%から40%に迫る勢いでスマートフォンへの搭載が進んでいると言ったような形ですここ、あと2、3年を考えるとおそらくほぼ半水上のスマートフォンがこのワイヤレス充電機を搭載したモデルになっていくのではないかなというふうに予測していますワイヤレス充電対応のスマートフォンなんですがトランスミッターとレシーバーという形でトレンドを分けてグラフで紹介しておりますトランスミッターについては充電機として発売されているものそれがスマートフォン向けという形で拡大が進んでいますまたレシーバーについては最初のページもありましたがほとんどのスマートフォンに搭載された形で徐々に増え始め大体2025年には10億台規模に拡大するだろう以上になるだろうというふうに言われています現時点で大体10億台ぐらいですそしてこの地位順況のワイヤレス充電機が今後とも徐々に拡大してかつスマートフォンメーカーというものがアジアパフシビック市場が非常に大きな広がりを見せていましてそれらがこの市場を引っ張っていくだろうというふうに予測していますワイヤレス充電を支えるテクノロジーワイヤレス充電技術といわれると先ほどからご説明している地位といった企画ですねワイヤレスパワーコンソーシアムというのがございますが弊社もこちらの中にいただいているという形になりますそのワイヤレスパワーコンソーシアムでメインに今市場を進んでいるテクノロジーが電磁誘導といわれる形のテクノロジーを使っているものがメインになっていますワイヤレスコンソーシアムの中でもニゾナントといわれる隣になります次回共鳴と同じような葬式を持ったワイヤレス充電技術というのをやっているんですけども今市場に出回ってるものというのはほとんどこの電磁誘導のタイプということになりますメリットでメリットそれとコストだったりあとはどうやってそういったデメリットの部分をカバーしながらできるだけ使いやすくアプリケーションを立ち上げていくかといったところそういったところも一つのキーの差別化になっていくのではないかなと思っています右側にあります次回共鳴エアフエルアライアンス当初ですねA4WPと言われた企画団体があったんですけどもそちらとPMAというものが仮名が合体しましてエアフエルアライアンスという形でやっておりますSTマイクロもこちらの方にもですね基本的には企画それとテクノロジーといったものについて働きかけをさせていただいていますこちらの方もメリットデメリットそれぞれあるんですけども大きく言ってしまうと次回共鳴と電磁誘導を比較すると圧倒的に効率面という面で電磁誘導の方が有利とただしコイルのアライメント結合性というのが安定性だったり安全性だったりそういったものを非常に左右しますのでそこをどういった形で補っていくかそういったところが一つの差別化をするようになるのかなと思います次回共鳴については我々が日頃充電をするときにですね例えばスマートフォンを充電台の上に置いて充電ができてないとかですねアライメントがあると充電ができてなかったとかまたは必ずそこに置きっぱなしにしなきゃいけないということでなかなか自由に充電ができないというような懸念があったり使えづらいといったような意見があると思うんですけども次回共鳴の方はどちらかというとシームレスに充電をできる持ったまま何かアプリケーションを動かしながら充電ができるといったようなメリットだったりどちらかというとバッテリーをフル充電にするのではなく常に充電をどこでもできるWi-Fiが通信するのに電波で飛んでくると思うんですけどもそういった感覚で充電できたらなといったようなそういったご意見があるかと思います今後我々も次回共鳴については引き続き製品ロードマップ研究開発というのを進めていく予定でありますのでまたそれについては今後のこういったセミナーの場でご連絡できることを私も希望しておりますワイラス充電の課題なんですけれども一つ前のスライドにもありましたように電磁誘導というものについてやはり課題がいくつかあります最初冒頭にもお伝えしましたがアライメントの部分ですねそこをどうしてもきっちりやらないと充電がうまくできなかったとかまたは温度が上がって機器が熱くなったままで中々充電が進まないとかそういったような意見もあるかと思いますこういったアライメントの問題を少しでも改善したりまた充電ミスというものをなくすためにアシスト機能といったものも考えなければいけないのかなとあと先ほどだった次回共鳴というのが空間で充電ができるというような方式でしたができればそういった形に近づけて空間自由度を上げていくそういった課題に対する試みというのもあるかと思いますワイラス充電はコイルを機器の中に搭載しなきゃいけないということでコスト面といった面でやはりどうしても割り高になるんじゃないかという部分がもともと機器メーカーさんからそれを採用する上で課題として上げられることが多かったですUSBといわれる企画で基本的には充電するとコネクターをさせば充電ができるということである意味コネクターの部分の設計部分のコスト高に対してコイルを搭載するまたはチーといった企画を通さなきゃいけないそういったような場合に機器メーカーさんが一番奥する部分になるかと思いますこういった面については我々反動体テクノロジーを提供させていただく上で少しでもコストが下がるような形の性能だったり機能だったりというものを搭載してご協力できればと思っています充電台の上にスマートフォンをままにしなければいけないということは使うお客様にとっては非常にまぎらしいというかもどかしい部分になるかと思うんですが私なんかは基本寝る前に充電して朝使うという形で使うんですがやはりどうしても使う時間が多いと充電がどんどん電池が落ちてしまいますのでもう一回充電したいなという日中の間にもやっぱり充電するというのが起きるんですがそのときにすぐにリカバリーできる急速充電というような形ができればいいなといつも思っています今回STの方で提供させていただく製品の中で交出力を実現できるものもありますのでそういったものについては急速充電に対して非常に有意な形でお使いいただけるのかなという風に思っています急速充電やハイパワーという言い方をさせていただくと必ず問題になるのが高温に機器がなってしまうと人体に与える影響ということで低温やけどという基準があると思うんですけれどもさすがに充電しっぱなしのまま持ち歩くってことはないんですけれども充電台から外した瞬間に機器が非常に熱が上がっていたりしたらやはり人体に影響がある可能性もありますのでそういったなるべく熱を出さないそして引いては効率が上がるなのでなるべく温度を上がらない形の高効率の充電を実現するそういったところも重要な点かと思います地位の電磁誘導の電力伝送について簡単ですがこちらに紹介させていただいています基本的にはRXコイルとしてトランスミッター側のコイルこちらの中の回路というのはちょうど強信回路になっておりますのでトランスミッター側からACの信号が入力されると出力側のRX側のコイルの方に電力が言ったような形そしてレシーバー側ではそれらを整流整形調整してDCのアウトプット電源として出力すると言ったような非常にシンプルでそれほど最近開発されたというわけではなくてこの技術自体はかなり昔からある既存の技術をさらに企画だったり統合化されたものといったようなことが言えるかと思いますこれらは先ほどトランスミッター側のコイルとレシーバー側のコイルこちらが合わさった状態で初めて強信回路として動作するわけですが通常の強信回路というのはDC-DCコンバーターのアイソレーションDC-DCコンバーターにいけるものですと基本は基板上で回路で完全に作られた最適化されたものになるかと思うのですがトランスミッターの方にレシーバー側を載せるのは使っているユーザーさんなので先ほどのアライメントを含めて安定性というものが損なわれる可能性が多々ありますそういった状態の中でトランスミッター側はレシーバー側がどの程度の電力を受けたりするかというのを認識通信しながらトランスミッターの方から出力を調整してあげるジワを調整してあげたりというようなことを追従するような形になりますのでこちらにおける安定性とそしてもし損なわれた時の安全性そういったものが非常に重要なファクターになるかと思いますそれではコイルアーライメントの自由度をどうやってあげたらいいのかなという話なんですけどもコイルがトランスミッター側に一つそしてそこの上に人が充電台の上にスマートフォーを乗せるできる限り真ん中に乗せようかなといったような形で置きますがなかなかうまく置けなかったりとかまたはちょっと物が当たったり振動した時にズレてしまったりという形で充電が止まってしまうといったようなことがたった発生するかと思いますいろいろなアイデアがあるんですけどもシングルコイル方式あとムービングコイル方式コイルアレ方式といった形でいかに置かれたレシーバーに対してコイルがそこをターゲットにセンターに置くかまたはコイルアレール用の形でどのコイルが一番レシーバーに対して近いかそういったような働きかけですねシングルコイル方式についてはもうそれ以上動きようがないんですが例えばLEDのランプみたいなもので今赤だったり黄色だったりブルーだったりという形で乗せる人に対してアピールするセンターに置いてくれという形でアピールするといったようなそういったような作り込みなんかもあるかと思います一度こういった話があってもしアライメントがあるかったらレシーバーのスマートフォンが足が履いて自分で動いていってくれないかなと言われたお客さんもいましたそういったこともロボットみたいなスマートフォンというのもあってもいいのかなというふうに思ったにもするんですが実際にロボットという機器なんかも今後後で出てきますが今後アプリケーションとしてターゲットにするものの中に入ってくると思うんですが自分でアライメントができるんであればこういったトランスミッター側の方での一省制っていうのは必要なくなるのかなというようなこともあるかと思いますワイルス充電の普及の鍵として挙げられるのがまずは電柱道というところで一議名という話がありましたこれらを設計する設計者の方機器を設計する設計者の方についてはいかにこういった企画だったりあとは合わせ込みコイルや反動体それとその機器の強態の大きさだったりエンクロージャーの厚みだったりそういったところをいかに柔軟に対応してチューニングができるかといったそういったことも機器を広げていく普及を広げていくための鍵かなと私は思っていますそれと我々がいかにこれを利便性を感じてもらえるかまたは安全かといったようなところっていうのを感じていただくようなものを作っていくことによってこういった普及が進んでいくのかなと思います弊社では一応スピードセーフティーシェアリングっていうような言い方をしていますがまずスピードっていうところですと充電スピードをあげるちょっといただければすぐ充電が完了している最近ですとエコカーっていう意味合いでは電気自動車がありますけどそういったものもガソリの給油に比べていかに早く充電が終わるかっていうのが普及の鍵なんじゃないかなと皆さんご存じかと思いますのでそういったところに非常に通じるようなものがあるかなと思いますあとはやはりバッテリーを使っているのでどうしてもバッテリーが充電がちゃんと安全にできるのかなというようなところもございますし先ほどの熱の問題とかそういったところも終了していかなきゃいけない部分かなというふうに思いますそれとこれらに賛同する企業の方がいかにこの企画をに合わせていろんな機器に搭載していくかということで逆にそれが機器ごとのシェアまたはアプリケーションを広げていくっていうような普及の鍵につながるのかなというふうに思いますワイヤレス充電の未来という意味合いでは先ほどの次回答弁を含めていろいろな機器あとさまざまな場所そういったところで可能になってくるであろうと今後バッテリーがついている機器としてはほとんどがワイヤレス充電に切り替わっていくのではないかなというふうに弊社では考えております最近環境についてさまざまなテクノロジーいろんな分野で言われている部分があるんですけどもこのワイヤレス充電というのも環境に優しい充電システムという形で確立していくと思っておりますさっこんスマートフォンにコネクターをUSBのコネクターをつなぐような形というのが通常の使い方になるかと思いますがそういったケーブルというのも非常に大きな問題になっているかと思いますまたはコネクターの形状そういったもので自分のには刺さらないとかコンビニに行ってまた買ってこようとかそういった形で僕の家にもいっぱいケーブルが余ってるんですけどもそういったものもですね不要にしてできる限りそういったゴミを削減するっていうようなことも一つ重要なことかなとあと関連地というのを割と家の中で見ることがあると思いますが使ってる間新しいときはいいんですけども新しいしないものについては交換式の電池で済ませているというようなケースもあると思うんですけどもこれらも相当な年間数にすると相当な数が捨てられていてまたは薬品とかも使ってますので環境には非常によろしくないのかなというふうに思います全てワイラス充電それと充電式の電池に変えていくといったような形でそういったものだったりゴミだったりっていうのを減らせていけるんじゃないかなというふうに思いますバッテリー長寿命化っていうのを行えばもちろん電池を捨てる回数も減りますのでそういったこともワイラス充電の鍵で可能になってくるのかなというふうに思ってますワイラス充電のアプリケーションの紹介をさせていただきますがここで紹介しているものはあくまで我々がよく目に見る家での中で見たり通常ちまたで見るものを出させていただいているんですけどもっとたぶんたくさんのアプリケーションはあると思いますスマートフォンタブレット あとはスマートウォッチイヤホン それと活動療系みたいなものですかねヘルスケア機器とかそういったものを周辺機器についてはだいたい想像ができるかなと思うんですけどもワイラス充電になったらいいなーなんて思われるかと思います逆にノートPCとかドローンとかそういった家の中にある家電系のものというのは割と電力が大きいものが多いですまた電池も通常の1セルのリチウムイオンバッテリーというのではなくもう少しセルスの多いものであったり電力の大きいものというのがありますこういったところについてはワイラス充電の中でもハイパワーカーといったところの中でフォーカスしている製品になるんですが出力電圧とそれと出力電力そういったところについていろいろな形で製品アプローチを行っていこうと思っています今後こういった家庭内で見るようなコスマ機器についてはバッテリーを使っているものについてはほぼワイラス充電に置き換えていけるのかなというふうに思っていますそれ以外に家の中というよりは企業とか産業機器の中で先ほどもちょっと言いましたけどロボットとかですねあとはちょっとパワーなある電動工具のようなものそういったものとか搬送機とかそういったものというのはかなりこう出力になるんですけどもこういったものについても弊社の製品をご紹介できればなというふうに思っていますそれではSTのワイラス充電ICのご紹介をさせていただきたいと思いますここに紹介させていただくものは今回はいくつかセレクションさせていただいているんですがこれ以外にもたくさんのSTのワイラス充電ICございますのでこれについてはまたベッドご紹介させていただく機会があると思っていますので今回は代表的なところをご紹介しますまずはチーのEPP順協製品ですねというところで充電レシーバーICSTWLC38という製品がございますこちらは一般的なスマートフォンそれとヘッドフォンというかねあとはスマートウォッチウエアラブル機器といったようなそういった製品向けに紹介させていただいている製品になりますもちろんSTの製品のサイズですねチップサイズの大きさというのがアプリケーションの中の潜入面積にかかってきますのでできる限り小型にそして低消費電力にそういったところを観点にオプテイマイズさせていただいている製品になりますこのスライドで言うと7mm×7mmといったすごい小型な基板に収めることができますよというような紹介の仕方になっていますもちろんハイパワー15Wまでということになりますと周りの外付け部品とかですねそういったものをチューニングさせていただいてマートフォンとかそういったものにもお使いいただけでもらっています右の左にIPという形で黄色く囲んだ部分がございます先ほどセーフティー安全面といったようなお話を何度かさせていただいていますがレシーバーガナーCについてはトランスミッター側から電力を貰ったときにですねどうしても異常検出といったようなものが発生することがあるんですがそういったものを受けた衝撃をですね管理しながらクランプして落としたりとかですねまたは瞬時に止めるとかそういった安全機能というのは重要になってきますのでそういったものの機能を紹介になっていますあと先ほど空間の自由度を上げるという話があったかと思うんですがそういった働きかけとしてアークモードといったような弊社独自の機能といったものも搭載していますこちらがSTWACの1998という製品で先ほどの38に加えてさらに出力弾のパワーモスのFETですねが内蔵されているところのパワーを上げている形になってくのでレシーバーとしての最大としては70Wまで可能とそのぐらいのケーパビリティは持っていますということになりますIPのとこは先ほどの部分と同じなんですけどもここで一つ紹介しているのはSTのスーパーチャージという言い方をしていますが独自モードによるプロトコールをサポートしていますというふうに書いてあります先ほどの38でも同じくサポートしているのですが特に高出力化の部分についてはチーの企画以上のパワーになってきますので独自ボードのプロトコールサポートというのが非常に重要になってきますこちらはトランスミッターのICになりますSTWBC2という名前で読んでいますがコントローラーという形になりますトランスミッターの場合はですね高出力化それと逆に低い出力が欲しいというケースもございますので出力弾のパワーもセーフィティを外付けでその使うアプリケーションに合わせてカスタマイズしていただいてお使いいただくような構成になっていますのでコントローラーというような呼び方をさせていただいていますまた最近入力側のACアダプターといったようなところに対応する意味でUSBパワーデリバリーというような方式を入力側に持ってくるケースがありますがこちらの方を使うことによって出力側の効率を最大限に活かして高出力を出すことができると言ったような形でスイッチングの組織の駆動用のドライバーだけではなくDC-DCコンパーターですね消耗圧を実現するためのドライバーなんかも内蔵しています先ほどアークモードというお話で空間充度を上げるというお話がありましたがさっこんその電磁誘導方式のセンタリング洗い面とというものについてどうやってこの充度を上げていったらいいのかというようなだけを弊社の中ではさせていただいてましてアークモードを搭載することによってピンアップのですね距離が少し向上することによって最初の充電起動の部分ですね充電を始めるところについてピンアップの距離を大きくワイドに取れることで充電ストップとかっていうようなことが発生しないというようなこともできるような機能を搭載していますというツールについてご紹介します先ほどもご紹介させていただいたようにいかにこのワイレス充電を広げていくかというところで設計者の方の支援というのが非常に自由になっているんだと思っていますRXとTXそれらを統合した形のツールというのもございますがこちらでご紹介させていただいているのはちょうどRXのGUIというような形の写真になっていますけれどもこちらの方をツールとハードウェアとともにご提供させていただいて開発者の方が使いやすくチューニングできるような形のものになっています特にFODとかQ Factorとかのキャリブレーションですねあとは通信診断そういったところというのはリアルタイムに何が起こっているのかというのを見やすくこの画面の上で同時にできると言ったようなことが重要な設計船対する支援なのかなと思っています今回デモキというような形で開発ツールなんですけどもそちらのデモキ開発ツールというような形で実際にどのぐらいパワーがいけるのかなとかどういった形で電力を送って送電してあと充電していくのかなというところですね目で見て体験できるようなコイルを用意させていただいていますSTWBC2はトランスミッターがありなりますので下にありますけどもこちらの入力弾にはUSB PDのアラプターが接続されています上にあるのはSTWAC 98評価ボードトランスミッターに対してコイルを上に乗せていただくような形の使い方になりますがそちらのDCのアウトブッドの出力弾に電子負荷がつながっているというような形で実際に出力をRXの方から出ている出力とそれと電子負荷で引っ張っている電力そちらをこういったLCDのようなモニターになっているんですけどもこちらを見ながらどういった形で出力が出てくるのかというのを目で見ていただけると言ったような形になっています開発サポートのツールのGUIの説明を先ほどさせていただいたのですがじゃあ実際どんな形で開発できるのかなというところなんですけど様々ないろいろな要素ですねツールの使い方のところがご説明あるんですけども今回ここでご紹介させていただきたいのはSTEP-C検査というような呼び名で読んでおります私どもがご提供させているツールのご説明になります右側にレジスターマップが表示されているんですけども実際にこのステップですね下の方にボタンがあるんですがCHIPIDとかSTS-Cとか書いてあるんですけどこれを一個ずつ押していただくと右側にレジスターが出てきて実際どんなコマンドを入れたのかというのがわかるようになっていますこれらは実際アプリケーションを立ち上げるお客様がそのシステムのコントローラーがあとこのCWLCのレシーバーとどのような通信をしてハンドシェイクしながら電力を引っ張り出すのかというようなところですねそういったSTEP-GOTの内容というのを目で見て確認できますまたご自分で実際にいじっていただいてこれらをカスタマイズするといったようなことができます実行オーダーとして徐々にいろいろなステップを完結していくんですけども最終的には実際に電圧を引っ張る電圧それと電流を引っ張るところの最初のセットアップですねそこまでのSTEPというのを目で見て確認しながらまたは別の割り込みを入れるとかそういったようなカスタマイズをやるとかそういったようなことをこのGUIの上で一貫して全部できるようなツールになっています例を挙げさせていただくと例えば高出力を挙げたいという場合にアウトップと20Vまで徐々に挙げていくというような形になりますが最初は5Vから9V 12V 15V18Vというかたちで徐々に徐々に電圧を挙げていきますトランスミッターあとレシーバーのコイルというのは先ほども言ったように人が後から置いたものですのでどうしても安定性というのに不安があります例えば少しアライメントがずれていると電圧を挙げていく段階でストールしてしまうということもありますのでゆっくりとしたステップで上げていくそれと電流を徐々に引っ張っていくというようなところがアプリケーションを立ち上げる上で重要なチューニングの一つになっていますこういったところをこういったGUIで一つ一つご自分でカスタマイトしながらアプリケーションに合わせた設計をしていくというような作り方ですねこういったステップシー検査というのが我々のGUIでご提供させていただいていますそれでは最後にまとめとしまして今回のセミナーについて最後にまとめさせていただきたいと思うんですがWPCの地位の企画レンジ運動の充電方式で今かなりの分野で採用が進んでいて徐々にいろんなアプリケーションに搭載されていくというような方向でやっているんですけどももちろんこれらの企画とそれと実際に開発する皆さまそれと含めて今後さらなる拡大とそして利便性と安全性そういったものを我々の方でもお手伝いできればなというような形の今日のセミナーのご紹介になります皆さまいかがでしたかSTはあらゆるバッテリー搭載機器にYLS充電を普及させることを目標に皆さまな製品ソリューションの開発を進めています本日ご紹介したもの以外にも皆さまの開発をサポートする幅広い製品ソリューションを提供しておりますので興味を持たれた方はぜひSTまでお問い合わせくださいまたSTのWebサイトではさらに詳しい情報もご覧いただけますご視聴ありがとうございました