Recent technical articles
  • オートモーティブ
    • Aug 6, 2020

    [FAQ] ハイサイド・スイッチ(HSS)を使用してマルチモジュール車載LEDリア・ライト・システムにOFAF機能を組み込む方法

    この記事では、お客様から よく寄せられる質問とそれに対する回答 をまとめています。 図1のような標準的なLEDリア・ライトは、テール・ランプ、ブレーキ・ランプ、方向指示器といった複数の表示灯機能で構成されています。ランプの形やデザインに基づいて、複数のLEDドライバとLEDプリント基板(PCB)を使用してそれぞれの表示灯機能が実装されます。さらに、リア・ライトの各ランプは、車体制御モジュール(BCM)により個別に点灯/消灯します。 図1:リア・ライトとBCMとの接続 このような車載リア・ライト・シ...
  • 産業機器
    • Aug 4, 2020

    TIのミリ波占有センサを使用してエネルギー効率の良いスマート・エアコンを設計する

    先進国のみならず開発途上国でも、快適な居住環境を維持するために人々はこれまで以上にエアコンに頼るようになっており、エネルギー消費量が急速に増加しています。 国際エネルギー機関が発行した「 The Future of Cooling 」というレポートによると、現在の総エネルギー消費量のうちの10%をエアコンが占めています。エアコンの電気使用量は2050年までに3倍になると予測され、これは米国、EU、日本の現在の電力供給容量を合わせたものに匹敵します。住宅や商業ビルに設置されるエアコンの数は、現在の16億台から、2050年までに56億台に増加すると考えられており、今後30年間で、エアコンが1秒ごとに10台販売される計算になります。 エアコンの占有センシングの役割 人の存在を検知する占有センシングを利用して...
  • 産業機器
    • Aug 3, 2020

    PWMの手法による高性能流量トランスミッタの構築

    センサは工場環境内のプロセスに対して各種の測定を行い、それに基づいて、システム全体の状態をプログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)により制御します。一般的な測定値は、温度、圧力、流量、液位などです。流量トランスミッタの設計時に使用できる手法はいくつかありますが、ここではPWMを取り上げます。 ここでご紹介するアプリケーション・ノートでは、「超低消費電力での高速セトリング・タイムといった機能の実現にPWMの手法を利用できるか?」という質問について解説しています。 ループ給電により4~20mAを出力するフィールド・トランスミッタは、プロセス・オートメーションのための事実上の業界標準です。フィールド・トランスミッタでPWMから4~20mAへの変換を行うのには...
  • アナログ
    • Jul 28, 2020

    ウェアラブル体温センサによる個人に合わせた体温測定

    4つのバイタルサイン(生命兆候:呼吸、体温、血圧、脈拍)のうち、個人個人や測定のタイミングによるばらつきが最も少ないのが体温です。私たちは皆、平熱は37℃(98.6°F)だと教えられてきました。これが平均値であることは多くの人が理解していますが、集団に対する平均だと思っているでしょう。これが時間平均でもあると言うと、ほとんどの人が驚きます。私たちの体温は、身体活動、サーカディアン・リズム、ホルモン変動、体重、年齢によって��、常に変動しているのです。最近の出来事により、ウェアラブル体温センサへの関心が急速に高まっています。ユーザーが病気または感染症にかかったかもしれないことを直ちに知らせてくれるこの体温計のおかげで、感染症がそれ以上広まらないように自主隔離する余裕ができるからです。ウェアラブル体温センサによって初めて...
  • アナログ
    • Jul 17, 2020

    高電圧システム用電流センシング技術を正しく選択する方法

    EVの自動運転や電気飛行機が話題を集め、無人生産ラインの導入が進むなど、動力の電動化やオートメーション技術の進歩はめざましく、現在、私たちは、オートメーションとスマート・モニタリングを中心とする第四次産業革命( Industry 4.0 )の真っ只中にいます。電動化の動きが加速するなか、高効率かつ高性能を実現する高電圧システムの重要性は高まる一方です。この記事では高電圧用途を対象として電流センシング技術を正しく選択する方法について説明します。 高電圧ドメインに組み込まれるシステムでは、交流か直流かを問わず、高圧電源と負荷から人や回路を守るために信号と電源との十分な絶縁が必要です。また、システムに搭載される機能がますます増えるなか、性能を向上させつつ小型化を追求する取り組みも求められています...
  • 電源 IC
    • Jul 17, 2020

    車載ディスプレイ・ソリューションのバックライトLEDドライバにかかわる課題を解決する

    電気自動車産業の急速な成長と共に、自動運転車や人と人との相互接続が出現しました。そのため、車のセンター・コンソールの機能が複雑さを増し、より高度なものが求められるようになった結果、図1のような大画面化が進んでいます。 図1:LCDスクリーンを利用した車載ディスプレイ・アプリケーション 大型化する車載ディスプレイ画面では、広範囲にわたるスムーズな輝度変化を消費者が望んでいるため、分解能が高くシームレスな動作が重要になります。車が置かれる厳しい環境を考えると、システムの信頼性と安全性も考慮すべきです。結果として設計者は、大画面向けに設計されたバックライトLEDソリューションを探しながら、高い調光率とシステムの安全性も実現するという課題を突き付けられることになります...
  • 電源 IC
    • Jul 17, 2020

    最新の電圧リファレンスで設計サイズを縮小する方法

    電子製品を設計する場合には必ず、最新機能を追加することと、利用可能なスペースにすべてを収めようとすることの、どちらかを諦めることを強いられます。電子設計の進化に伴い、新技術が登場するたびに、より創造性を働かせることが求められてきました。複雑で新しい機能を追加すると同時に電力密度を高めて電源のサイズを縮小することが、最重要課題になっています。この問題はほとんどすべてのアプリケーションに及びますが、特に切実なのは、LED基板の幅やその周辺技術が制限される、LEDテープのようなすでに小型化が進んでいる設計や、効率と電力密度が緊密に関係するフライバック・コンバータを含む設計です。 図1は、シャント電圧リファレンスである『 TL431 』の内部を簡略化したものです。このデバイスにはバンドギャップとエラー...
  • 電源 IC
    • Jul 15, 2020

    昇降圧充電とUSB Type C Power Deliveryで電力密度を最大化する

    昇降圧チャージャは、バッテリ電圧に対して入力電圧が高いか低いかに関係なく、ほぼすべての入力源からバッテリを充電できることから、近年人気が高まっています。 USB Type-Cが幅広く普及することによる重要なメリットの1つは、ユニバーサル・アダプタの実現と、それに伴う電気電子機器廃棄物の削減への現実的な道筋ができることです。USB Type-Cのコネクタは統一されていますが、従来の5V USBアダプタや5V~20Vの電圧供給能力があるUSB PDアダプタといったように、電力定格と電圧にはまだばらつきがあります。それに加えて、内蔵されるバッテリ・セルの数も携帯機器ごとに異なります。このように入力電圧とバッテリ電圧にばらつきがあることから、バッテリ・チャージャ集積回路(IC)には昇降圧トポロジが必要になります...
  • 電源 IC
    • Jul 10, 2020

    降圧レギュレータの出力リップルの理解と制御

    この技術記事は Dan Tooth との共著です。 設計者として、「今度の設計では、2倍の量の部品を半分のスペースに追加コストなしで収めないといけない」といったことはよくあるかもしれません。そのために、最小のPOL(ポイント・オブ・ロード)レギュレータを選択し、費用対効果が最も優れたパッシブ部品を使って、できる限り詰め込んだレイアウトを作りあげました。ここまではいいでしょう。ところが、重要な電源レールの出力リップルを見ると、予想したものと違います。どうなっているのでしょうか。 それではまず、降圧DC/DCレギュレータの出力リップルが何で構成されているかを理解するところから始めましょう。出力リップルは合成波形です。従来から、図1に示す3つの主要な要素のみが考慮されてきました。 ...
  • 電源 IC
    • Jul 2, 2020

    スタック出力PSRフライバックDC/DCコンバータによりレギュレーション性能を高める方法

    車載トラクション・インバータ 用のゲート・ドライバ・バイアス電源や、 ファクトリ・オートメーション ・アプリケーション向けフィールド・トランスミッタの4~20mAループ・センサのように、製品ライフ・サイクルの長さが要求される低消費電力絶縁型設計では多くの場合、簡素で信頼性の高い1次側レギュレーション対応(PSR)のマルチ出力フライバック・コンバータが活用されます。PSRフライバックには、以下に示す2つの重要な特性があります。 絶縁バリアをまたぐ部品が電源トランス1つのみという、高い信頼性と利便性。フィードバック・レギュレーションにはフォトカプラ、補助巻線、信号トランス、または外部リファレンスが不要 総部品数が少なく、特に絶縁出力が複数必要な場合に有利 この技術記事では...
  • 電源 IC
    • Jun 30, 2020

    電源設計のヒント: 負の出力電圧を動的に調整する方法

    負の出力電圧を生成する標準的な手法はいくつかあり、一方で出力電圧を動的に調整するよく知られた手法もあります。この技術記事では、シンプルなレベルシフト回路を使ってこの2つの手法をつなぎ合わせる「ミッシング・リンク」について紹介します。 負電圧を出力する電源が必要なアプリケーションとしては、試験および測定、航空宇宙防衛、車載機器、医療機器などがあります。負電圧レールを生成する一般的な方法の1つが、普通の降圧コンバータを、反転昇降圧コンバータとして動かすことです[1]、[2]、[3]。降圧コンバ...
  • 電源 IC
    • Jun 29, 2020

    汎用高速充電 – バッテリ駆動アプリケーションの将来のトレンド

    今日の消費者は、ポータブル電子機器をどこにいても充電したいと考えています。例えば、旅行者が飛行機の搭乗前や列車の乗車前の待ち時間に、携帯電話やノートパソコン、ヘッドホンなどを充電している光景は日常的に見られます。しかしデバイスごとに充電方法が異なるため、消費者は複数のアダプタを持ち歩く必要があり、どれがどのデバイスのものかを覚えるのも一苦労です(図1参照)。そのような苦労を最小限で済ませるには、バッテリ充電システムの設計で各種の入力電源からの充電をサポートする必要があります。 USB Type-...
  • 組込みプロセッシング
    • Jun 24, 2020

    急速に高まる静電容量式タッチのトレンド

    消費者に強い第一印象を与えることは大切ですが、主に2つの要素によって左右されます。それは、製品の見た目とユーザーとの対話です。高性能の静電容量式タッチおよび近接センシングのテクノロジを利用すると製品の見た目だけでなく、ユーザーと製品とのインターフェイスも洗練され、消費者に強く印象付ける思い切った製品設計ができるようになります。 しかし、静電容量式タッチ設計を産業用アプリケーションに組み込む作業は、経験の浅い製品エンジニアにとって難易度が高いことで有名です。機械的な統合、ソフトウェア開発、ノイズ耐性や防湿性、コストといった、よくある設計課題は、未経験者にとって壁になります。そこで、静電容量式タッチ・アプリケーション向けのCapTIvate™テクノロジが助けになります。 『MSP430FR267x...
  • オートモーティブ
    • Jun 23, 2020

    クロック・ジェネレータを使用した車載アプリケーション用eAVBブリッジングの最適化

    車載ヘッド・ユニット などの車載インフォテインメント・システムで最大の成長分野の1つとなっているのが高品質オーディオです。特にオーディオ/ビデオ・ブリッジング(AVB)に注目が集まっています。この記事では、クロック供給ソリューションを通じてeAVBを最適化することにより、車内での高速データ転送を実現する方法について説明します。 Ethernet AVB ( eAVB )規格 AVBの実装は、IEEE(米国電気電子学会)が定める802.1AS、802.1Qat、802.1Qav、802.1BA、802.1Q、1722という6つの規格によって定義されています。これらの規格は以下に挙げるような機能に対応しているので、他のプロトコルでは保証できないレベルの低レイテンシで、イーサネットを介してオーディオ...
  • アナログ
    • Jun 22, 2020

    電力線通信用にOOK変調を備えたRS-485トランシーバでバス設計を簡素化しコストを削減する方法

    現代はエアコンのおかげで、夏真っ盛りの時期でもとても爽やかに過ごせます。ただリモコンのボタンを押すだけで、部屋がたちまち快適な温度になります。その間ずっと、リモコンから遠く離れた場所で、室外機が激しく稼働し続けています。このような高温の中で、信頼性の高い長距離接続が行われるのは、魔法のように見えるかもしれません。これは、比較的ありふれた通信規格の1つであるRS-485のおかげです。 4線式ワイヤから2線式ワイヤへ 電力線通信用のOOK変調を備えた 『T...