• Jul 14, 2017

    大音量を楽しめるインフォテインメント・システム向け700W車載オーディオ・アンプ

    クルマの運転中に大音量で音楽を楽しみたい、というドライバーは数多くいることでしょう。図1の『 700W車載用Class-Dオーディオ・アンプ 』リファレンス・デザインは、最大700WのRMS電圧をサポートし、車内で大音量で音楽を聴きたい人のニーズを満たせる十分な電力を提供します。 図1:テスト済みの車載オーディオ・アンプ・システム このデザインの主電源は、マスタ・スレーブ方式の2つの『 LM 25122-Q1 』昇圧コントローラを備えた二相交互同期昇圧コンバータで構成されています。この回路は、2つの『...
    • Jul 10, 2017

    デジタル・コックピットへの道のり

    ナビゲーションやインフォテインメント・システムが導入される前の自動車は、A地点からB地点に行くのに自分の記憶を頼りにせざるを得ず、車内のエンターテインメントといえばAM/FMラジオしかありませんでした。ダッシュボードには、走行速度を示す速度計と、ガソリンの残量を示す燃料計ぐらいしか計器類は備わっていませんでした。 過去から今日まで話を進めると、私たちのライフスタイルにおいてインターネット接続がますます進み、クルマのエンジンをかけたらすぐにネットに接続できるようなシステムを完備できるよう、自動車メ...
    • May 30, 2017

    TI ミリ波センサを通じて自動車に先進ビジョンを導入

    先進運転支援システム (ADAS)は、この5年で、適応型クルーズ・コントロール(ACC)などの快適化機能から緊急ブレーキなどの安全性を実現する機能、歩行者検知や360度センシングのような最新アプリケーションまで、急速な進化を遂げています。これらのアプリケーションを実現していた以前のミリ波センサはすべてがディスクリート・センサであり、トランスミッタ、レシーバ、処理部品が個別のユニットとして使用されていました。このため、ミリ波センサの設計プロセスが複雑化した結果、大型でかさばるものとなっていました。 ...
    • May 29, 2017

    車載インフォテイメント・プロセッサ向けsub-20W CISPR25 Class 5パワー・デザインを開発

    ネットワークに常時接続している環境では、自動車のドライバーや同乗者は従来のラジオやヒューマン・マシン・インターフェイス(HMI)を介して、道路の混雑状況や潜在的な危険性に関するリアルタイムな情報にアクセスしたいと思っています。同時に、GPSやスマートフォン、タブレットPCのようなコネクテッド・デバイスを何にも干渉されず使用したいとも思っています。そのため、電気および電子システムを閉鎖された空間に設置する際に起こる電磁干渉(EMI)がこれらのデバイスに影響を及ぼさないことが重要になります。 EM...
    • Mar 21, 2017

    車載デュアル・バッテリ・システムの48V レールと12Vレールを相互接続

    主としてCO2(二酸化炭素)排出削減に関する政府の規制によって、自動車業界の電子化がこれまでになく急速に進んでいます。欧州連合は、2020年には新型車両のCO2排出を95g/kmまで削減する目標を掲げており、中国ほかの国々も、同様の規制を制定しつつあります。自動車メーカ各社は、これらの標準規格に適合するため、通常の12V車載バッテリに、二次の高電圧バッテリを追加した マイルド・ハイブリッド電気自動車 に移行しつつあります。 既に、ドイツの複数の自動車メーカは48Vバッテリを中心としたシステムの定義...
    • Mar 21, 2017

    双方向コンバータによる制御手法の選択

    最近、 マイルド・ハイブリッド電気自動車 では、48Vと12Vのデュアル・バッテリ電源システムが一般的になってきました。自動車のダイナミックな動作条件では、これら2本のバッテリ・レール間で最大10kWの電力交換が必要になることもあります。走行中の自動車のあらゆる種類の動作シナリオに対応し、電力フローを双方向にリアルタイムで制御しなければならないため、動作はやや複雑になり、デジタル制御手法による知的な機能が必要です。このため、48V-12V双方向電力コンバータの開発を開始した主要な自動車メーカやTie...
    • Mar 2, 2017

    ADAS/自動運転向けにスマート・センサの動作状態を監視するIC

    増加している車載用カメラ、レーダ、およびその他の高速センサ・モジュールのネットワークの動作状態を監視することは、ますます複雑になってきています。プロセッサを内蔵しているスマート・センサが自らの動作状態を管理できますが、ローデータ・センサはこの作業を実行するためのマイコンを内蔵していない場合が多いです。このため、中央電子制御ユニット(ECU)のプロセッサがすべてのセンサを個々に監視しなければならなくなります。 しかし、ローデータ・センサをよりスマートにすることができます。スマート・ヘルス・モニタリ...
    • Jan 26, 2017

    電気自動車システムに搭載される補助モータ製品 パート3

    三相インバータのスイッチングは、最小限の電流で必要トルクを得て最大限の効率を達成すると同時に、モータのトルクや速度の安定化のためにデジタル・ロジックで制御する必要があります。通常、これにはマイコンを使用します。限られたデジタル資源(非常に小型のプログラマブル・マイコンやハード・コードASIC)を使った6ステップ(台形波形)の通信制御手法を使った BLDCモータ の制御では、モータにホール・センサを使うことは、合理的で率直なやり方です。 この6ステップの手法には、トルクの非効率性に関連する、...
    • Jan 26, 2017

    電気自動車システムに搭載される補助モータ製品 パート2

    このブログ記事の パート1 では、EVの補助モータ・システムについて説明しました。これらのほとんどは低電圧で、低レベルから中レベルの消費電流のブラシレス三相DCモータであり、正しい専門知識があれば、機械的なロータ位置を磁気センサなし(センサレス)で制御可能です。これらの三相モータは、DC電源とGNDを3個の並列のレグ(ハーフブリッジ)により切り換える機能を持つ三相インバータで駆動します。モータの各相は各レグの中点につなぎ、直流電源Vdcとグラウンドの間で、相に電流を流せるようにします。 ...
    • Jan 26, 2017

    電気自動車システムに搭載される補助モータ製品 パート1

    EV(電気自動車)は、膨大な種類の製品で構成されています。EVは駆動システムに電気モータを使う輸送手段であり(ハイブリッド車は電気と内部燃焼システムを使います)、より広い定義では、電気推進システムと非電気推進システムにおいて、油圧やエンジンからのベルト駆動のシステムを電気モータに置き換えた、「電化」という言葉に拡張できます。この電化は、しばしば、バッテリ管理、バッテリ充電(車内または、車外の充電ステーション)、再生/回復充電、 DC/DCコンバータ やDC/ACインバータなどの、電力変換サブシステム...
    • Jan 20, 2017

    ドライバー体験を豊かにする4つの技術トレンド

    交通安全を推進する米国の非営利団体、AAA Foundation for Traffic Safetyの 調査 によると、米国成人ドライバーは一日当たり最大58分を車内で過ごすそうです。このため、ドライバーが通勤や渋滞に割く車内での時間をより楽しく過ごしたいと思うのは自然なことです。自動車メーカーは、ドライバー体験を豊かにするために絶えず多くの機能を搭載しています。ここでは、触覚的なフィードバック機能のあるタッチスクリーンや、ノブの代替品、スマートガラス、ドライバーへの通知アプリケーションなどの革新...
    • Nov 8, 2016

    ADAS アプリケーションで MIPI® CSI-2 ポート・レプリケーションを使用したセンサ・データのロギング方法

    先進運転支援システム(ADAS) が進化し、自動運転の実用化が近づく中で、マシン・ビジョン、ビューイング、パラレル・プロセッシング、データ・ロギング向けに集約したビデオ・センサ・データのマルチ・コピーに対するニーズが増大しています。 そのニーズが特に高まっているのが前方視認マシン・ビジョン・カメラで、近い将来に自動運転車の各種カメラ、レーダー、LIDAR センサにも採用される見通しです。その際に共通のアプリケーションとなるのがデータ・ロギングです(図1)。マシン・ビジョン・アプリケーシ...
    • Oct 11, 2016

    広入力電圧の降圧コンバータとLDOの複合電源で車載システムに電力供給する方法 - 第2部

    このシリーズの 第1部 では、高電圧レールで高電流、低電圧レールで低電流を必要とするアプリケーション例を使用しましたが、今回は状況が逆転し、高電圧レールではわずかな電流しか使用せず、一方でシステム負荷の大部分には低電圧レールを通じて電力を供給するようになった場合を考えてみます。 車載システムの一般的な要件は通信を維持することであり、その通信は多くの場合、5Vで動作し、システムの残りの部分がオフのときでもオンに維持されている、コントローラ・エリア・ネットワーク(CAN)トランシーバで処理されます。つま...
    • Oct 11, 2016

    広入力電圧の降圧コンバータとLDOの複合電源で車載システムに電力供給する方法 - 第1部

    この数年間にわたり、車載システム設計における車載用電子機器の重要性は、ますます大きくなっています。便利な機能や改良された インフォテインメント 設計、 運転支援システム 、自動運転車の設計の増加については、既に耳にしているのではないでしょうか。車載システムにおける技術革新を加速するためには、すべての新型デバイスを、より小型かつ厳密な設計要件向けに最適化する必要があります。では、これらのアプリケーションに電力を供給する電源ツリーにとって、この状況にはどのような意味があるのでしょうか? この2部構成のシリー...
    • Oct 4, 2016

    2MHzのスイッチング周波数を実現するための4つの設計上のヒント

    車載アプリケーションの設計者は、種々のEMC(電磁適合性)要件を満足する必要があり、このためには、適切な電源スイッチング周波数(fsw)を選定することが重要です。多くの設計者は、中波AM放送帯域外の周波数でEMI(電磁妨害)を低減できる400kHzや2MHzを選びます。これらの選択肢のうち、多くの理由から2MHzのスイッチング周波数が推奨されます。本稿では、TIの新しい TPS54116-Q1 DDRメモリ向け電源ソリューションを例として、2MHzのスイッチング周波数で動作させる場合の、いくつかの...
    • Sep 8, 2016

    よりスマートに、かつ高速に充電ができるEV向け充電ステーション

    電気自動車(EV)は市場に新たに登場したものではなく、実際は100年以上前から存在していましたが、その普及は非常に遅いものでした。交通輸送の代替エネルギー源を支援する法規制とあわせて、バッテリの進化がその普及を促進してきました。しかし、EVは広大なネットワークを持つガソリンスタンドとの熾烈な競争に直面しています。ガソリンスタンドが従来の内燃エンジン車に燃料をすぐに注入できるのに対して、EVを完全充電するのには数時間もかかります。 EV充電器は、その電源および充電能力を元に、レベル1、2、3という...
    • Mar 21, 2016

    スルーレート制御機能によるEMI放射の低減について

    産業用や車載用の多くのアプリケーションでは、同期整流降圧型コンバータによる電源トポロジーを採用しています。これらのアプリケーションでは、共通の電源バス(入力電圧[VIN])を使用する他の機器へのEMI(電磁干渉)を防止するため、伝導や放射による妨害が低いことも必要になります。例えば、インフォテインメント・システム内では、EMIによってカーステレオにノイズを発生させるおそれがあります。 図1は、 同期整流降圧型コンバータの回路とスイッチング・ノードの波形を示しています。スイッチング・ノード波形のピ...
    • Mar 7, 2016

    車載機器におけるウェッタブル・フランクメッキ QFN パッケージのメリット ( The value of wettable flank-plated QFN packaging for automotive applications )

    車の安全性と信頼性の向上のため、自動車メーカーは OEM(Original Equipment Manufacturers)メーカーに対して、組み立て後に 100% の自動目視検査(Automatic Visual Inspection、AVI)を実施することを求めています。 QFN(Quad-Flat No-lead、クワッド・フラット、ピンなし)パッケージの場合、目視が容易なハンダ付け可能ピン/端子や、露出ピン/端子がないことから、パッケージがプリント基板(PCB)に正常にハンダ付けされてい...
    • Dec 17, 2015

    ハイブリッド車や電気自動車の電源回路 (Powering electronics in HEV and EV vehicles)

    ハイブリッド車(HEV)や電気自動車(EV)の電気回路は、標準の動作モード時に高電圧バッテリ(400V/600V)から低電圧バッテリ(12V)に電力を流すために設計されています。 また、緊急時には、HEV/EV の起動に昇圧が必要なことから、このような車載電源回路は、緊急時に低電圧バッテリから高電圧バッテリに電力を流すことができる双方向 DC/DC 変換への対応が必要です。 したがって、双方向設計には電圧を下げるための降圧モードと、電圧を元に戻すための昇圧モードが必要となります。 ...
    • Dec 1, 2015

    逆極性保護回路の設計 ( Design a circuit for reverse polarity protection )

    逆極性ソリューションの採用は、必要悪だと見られています。 車載システムでは、バッテリ上がりで発生するジャンプ・スタート時にバッテリまたはバッテリ・ケーブルが逆接続される場合にそなえ、回路の保護機能が必要です。しかし、こうした保護機能は、電力損失を発生させることから、システム設計者はその対策を立てておく必要があります。 通常、逆極性に対する回路保護法を考える際に、まずエンジニアの脳裏に浮かぶのはダイオードです。 子供用玩具に電池を取り付けても、玩具が動作しないときに、電池の向きを逆にす...