Recent technical articles
  • 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、年齢によっても、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...
  • 電源 IC
    • Jun 19, 2020

    バッテリの安全性と精度を向上させるヒント

    お使いのバッテリ・モニタの精度に問題がありますか? バッテリ・パックとの間で流れる電流の量は、測定されて、さまざまな目的に使われます。例えば、電動工具の着脱可能なバッテリ・パックが誤ってショートすると、大電流が流れ、危険な状態になり得ます。あるいは、掃除機のようなバッテリが組み込まれた電化製品の内部で誤作動が起きた場合にも大電流が流れることがあり、場合によってはその設計で安全に対処できる電流レベルを超えるかもしれません。この2つの例を見ても、電流が過剰なレベルを超えていないか監視...
  • 産業機器
    • Jun 12, 2020

    分子検査技術を用いて、医師の迅速で正確な診断を支援

    (この技術記事は Eduardo Bartolome との共著です。) ポイント・オブ・ケア(PoC)分子診断市場の成長を後押しする主な要因は、感染症の有病率の高さ、オーダーメイド医療の認知と受容の拡大、そして、結果の正確さや可搬性の向上につながる分子技術の進歩です。PoC分子診断技術のおかげで、何日も検査結果を待たなくても初診時に迅速に診断して治療内容を決定できるので、医師はより良い標準治療を提供することが可能になります。この技術記事では、この種の検査について簡単に説明し、これらの機器の主要ブロックに使われる実際のいくつかのコンポーネントについて詳しく説明します。 図1:PoC分子診断アナライザ機能に関する一般的な表現 大まかに言うと、生体の検体には、光学蛍光で検出可能なほどの目標DNAが含まれていないことがあります...
  • アナログ
    • Jun 3, 2020

    アナログ回路設計者のためのヒント集:「ADC信号の分解」

    シグナルチェーン・ノイズやアナログ/デジタル変換に対する影響、およびその影響を最小限に抑える方法についての理解は、すべてのアナログ設計者にとって基本的な知識と言えます。 この「信号の分解」シリーズは、デルタ-シグマADCのノイズに関し、包括的な理解を提供することを目的としています。代表的なシグナル・チェーンの一般的なノイズ源を調べ、ノイズを低減して高精度の測定を維持する手法を、全12部にわたり解説します。 <デルタ - シグマ ADC 内のノイズの概要> ・ 第1部 ADCノイズの基本を重点的に見ていきながら、以下のようなトピックに関する疑問に答えて、詳しく説明していきます。 - ノイズとは何なのか? - 代表的なシグナルチェーンにおいてノイズはどこから発生するのか...