Recent Technical Articles
  • 電源 IC: EMI の概要:規格、原因、低減の手法

    Other Parts Discussed in Post: LM5156-Q1, LM62440-Q1, LM25149-Q1産業用、車載、パーソナル・コンピューティングの各アプリケーションで、密度と相互接続の強化が引き続き進行中です。これらのシステムでフォーム・ファクタと機能を改善するために、多様な回路が互いに緊密した場所に詰め込まれています。このような状況下で、電磁干渉 (EMI) の影響低減はシステム設計の重要な検討事項になっています。 図 1 に、この種の多機能システムの 一例として、...
  • アナログ: 低消費電力オペアンプを用いた設計 Part2:低電源電圧アプリケーション向けの低消費電力オペアンプ

    Other Parts Discussed in Post: TLV9042, TLV9001, OPA391 このシリーズのPart1では、正弦波出力とDCオフセットを伴う単電源オペアンプ回路の消費電力に関連した課題と、このような回路で消費電力を減らす2つの手法について説明しました。それは、抵抗値を増やすことと、低静止電流のオペアンプを選ぶことです。この2つの手法は、ほとんどのオペアンプ・アプリケーションで使用できます。 Part2では、低い電源電圧に対応した低消費電力オペアンプの使用方法を説...
  • アナログ: 低消費電力オペアンプを用いた設計 Part1:オペアンプ回路向けの省電力手法

    Other Parts Discussed in Post: TLV9042, TLV8802, OPA2333, OPA391, TLV9002ここ数年で、バッテリ駆動の電子機器が普及したため、アナログ回路設計者にとって、消費電力の優先度が高まっています。この点を考慮して、このシリーズでは低消費電力オペアンプを用いたシステム設計の詳細を説明します。 Part1では、オペアンプ回路向けの省電力手法として、低静止電流(IQ)のアンプを選ぶことや、帰還回路の負荷抵抗を増やすことなどの検討を行います。...
  • アナログ: CANの設計課題への対処 第2部:CANの電圧および電源の課題への対応

    CANの設計課題への対処 第2部:CANの電圧および電源の課題への対応   「CANの設計課題への対処」の第1部では、CAN(Controller Area Network)バスの設計と終端処理に関する詳細や課題について述べました。第2部となる今回は、消費電力についてと、CANアプリケーションに電圧レールが複数ある場合の設計方法に注目します。   CANトランシーバの消費電力の計算は思ったほど単純ではなく、トランシーバ関連の電圧レールが複数追加されると、さらに複雑さが増します...
  • 電源 IC: 内蔵アクティブEMIフィルタによりEMIを削減し電源サイズを縮小する方法

    この記事では、EMI(電磁干渉)性能と面積削減に関するAEF(アクティブEMIフィルタリング)の主なメリットを説明するために、AEF機能を内蔵した車載用同期降圧コントローラ設計の成果を確認します。   低EMIアプリケーションに取り組んでいる設計者は、設計のEMIを低減すると同時にソリューション・サイズも縮小しなければならないという、2つの重大な課題にしばしば直面します。スイッチング電源で生じる伝導EMIを低減するフロント・エンドのパッシブ・フィルタリングを使用すれば、伝導E...
  • アナログ: プログラム可能な電圧リファレンスとしてDACを使用する際の3つの重要な仕様

    この技術記事では、高精度デジタル/アナログ・コンバータ(DAC)を設計に適した電圧リファレンスにするための主要な仕様について掘り下げ、さらにDACがプログラム可能なことで得られるメリットについても説明します。 車載用、通信用、産業用のシステムの多くは、実世界から情報を受け取り、それに応じた出力を行って、精密に応答を制御します。例えば、自動運転機能は、その周辺の物体とどれくらい近いかという実世界の情報を基に車をコントロールします。通信無線や基地局では、外気温が電波送信に必要な電力に影響する可能性が...
  • 組込みプロセッシング: 業界最高のネットワーク可用性によるワイヤレス・バッテリ管理の向上

    2019年は電気自動車(EV)の販売台数が200万台を超え、いくつかのレポートでは、今後数年間で販売台数は年間800万台に達する可能性があり、中国がその先頭を行くだろうと予想しています。  バッテリ管理システム(BMS)はEVの基本的な構成要素の1つであり、その効率、寿命、性能はきわめて重要です。これらの利点を実現するために、バッテリ・パック内の各セルでは、絶縁型のCAN(Controller Area Network)バス、差動デイジーチェーン通信、または他の独自ソリューシ...
  • 電源 IC: 多セルの産業用アプリケーション向けにバッテリ・モニタをスタッキングする方法

    より多くのアプリケーションにバッテリ・テクノロジが使われるようになるにつれ、新たな問題も生まれています。産業用のアプリケーションの多くは、携帯電話やノートパソコンといったバッテリ電力で動くアプリケーションよりも多数のバッテリ・セルを必要とします。電動モビリティやバッテリ・バックアップ装置、掃除機などの産業用バッテリ管理システムでは、直列バッテリ・セルの数が12か、16、24、あるいはそれ以上になることがあります。しかし、従来のバッテリ・モニタは直列セルを1デバイスにつき16までしか扱えないため、...
  • オートモーティブ: C2000 リアルタイム・マイコンにより機能的に安心で安全な車載電動パワートレインを実現

    この技術記事は、PROMETO社の機能安全およびサイバーセキュリティ担当シニア・コンサルタントJürgen Belz氏との共著です。 内燃エンジン(ICE)から電気自動車(EV)に移行する際には、少なくとも5つの電気/電子/プログラマブル電子(E/E/PE)システムが新たに必要になります。図1に、EV内部のそれらのシステムを示します。  図1:標準的なEVパワートレインのブロック図  排気ガスの排出量をゼロにして、なるべく化石燃料に依存しないようにするため、EVへの...
  • アナログ: 電流センス・アンプで人工衛星の状態を監視する方法

    様々な民間の人工衛星企業が大きな影響力と共に参入してきたことで、これまで主に政府資金により推進されてきた航空宇宙分野に変革が起きています。大規模通信コンステレーション、堅牢なレーダー・ネットワーク、高度な光学画像プラットフォームの開発を進めたい企業のニーズによって、対地低軌道、中軌道、赤道上空静止軌道に向けて1年に打ち上げる人工衛星の数を増やす必要性が高まっています。これを達成しようと、オペアンプやトランジスタなどの単純なディスクリート部品を基にした衛星設計から、より集積度の高い回路を優先するように...

  • オートモーティブ: 車載パワートレインの安全性とセキュリティに関する3つの検討ポイント

    この技術記事は、PROMETO社の機能安全およびサイバーセキュリティ担当シニア・コンサルタントであるJürgen Belz氏との共著です。

    標準化機構を含めた多くの組織で車載用電子機器の機能安全とセキュリティに関する課題がますます注視される中、車載機器設計者にとって重要なのは、機能的に安全な車載電動パワートレインを実現することです。機能安全、サイバーセキュリティ、高電圧安全機能は、最近の電気自動車の設計、開発、量産において重要な役割を果たしています。

    機能安全

    最近の自動車に実装されるソフトウェアのコードは...

  • アナログ: 48Vスタータ・ジェネレータのモータ・ドライバ設計を最適化する方法

    この記事では、高出力モータを駆動しながら機能安全を実現する、小型の48Vモータ・ドライバをどう設計するか、について説明します。自動車メーカーは、温室効果ガス(GHG)排出量の削減を最終的な目標として、マイルド・ハイブリッド車(MHEV)を開発しています。MHEVには、車の変速機につながる48Vモータ駆動システムが内蔵されています。GHG排出量削減のため、惰性走行のときはMHEVの内燃エンジン(ICE)を停止する一方、48Vモータ・システムによって、車に電力を供給する48Vバッテリを充電します。

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  • 組込みプロセッシング: TI Arm® Cortex®マイコン向けコンパイラ・ツールの将来

    TI Arm Clangは、将来のTI Armコンパイラを代表する、TI Arm Cortexマイコン向けの新しいコンパイラ・ツール・セットです。LLVMプロジェクトをベースにしたこの新しいツールチェーンは、C/C++フロント・エンドとしてClangを使用します。究極的には、この新しいツールチェーンによって、より効率的なアプリケーションを開発できるようになります。

    LLVMClang

    LLVMは、モジュール式で再利用可能なコンパイラ・ツールチェーン・テクノロジーを集めたオープンソース・プロジェクトです...

  • 産業機器: 車載電源技術をより速くさらに先へ

    TIのエンジニアであるPradeep Shenoyは画期的なイノベーションの実現から社員の教育まで、次世代の車載電源技術をさらに前進させることに情熱を注いでいます。   Pradeepはテキサス州北部の自宅でドキュメンタリー番組“Long Way Up”を視聴しながらも、頭の中では、エピソード内で描かれるあるシーンに思いを巡らし、自分の思考を解決モードに切り替えていました。それは、俳優ユアン・マクレガーが友人とハーレーダビッドソンの電動バイクに乗って旅をするなか...
  • オートモーティブ: 車載バッテリ管理システムでの機能安全に配慮したワイヤレス通信

    自動車の設計にワイヤレスBMSを導入すると、重く高価でメンテナンスを要する配線が不要になり、ハイブリッド車および電気自動車(HEV/EV)の信頼性と効率を高めることができます。TIのワイヤレスBMS向けソリューションは、設計の複雑さを軽減し、信頼性を高め、車体重量を軽くすることで走行距離の延長を支援します。

    TIでは、自動車メーカーのワイヤレスBMS開発期間の短縮を目的として、業界トップの機能安全性認証機関であるTÜV SÜDに対し、TIのワイヤレスBMS機能安全コンセプトの定量的および定性的なエラー検知性能について...

  • 電源 IC: HEV/EVで高周波数と堅牢性を実現する車載GaN FET設計

    Other Parts Discussed in Post: LMG3522R030-Q1, LMG3525R030-Q1

    電気自動車(EV)の普及に向けて走行距離、充電時間、価格といった消費者の懸念に対処するために、世界各国の自動車メーカーは、サイズ、重量、部品コストを増やすことなく、バッテリ容量を増やして充電を高速化する方法を求めています。

    バッテリを家庭用ACコンセントや公共または商用の電源設備から直接再充電することを可能にするEVのオンボード充電器(OBC)は、急速に変化を重ねています。充電速度を速める必要性から電力レベルが3...

  • アナログ: チョッパ・アンプでシグナル・チェーンの誤差を抑える2つの方法

    この記事では、高精度のシグナル・チェーンを設計する際の2つの一般的な課題と、それぞれの対処方法について説明します。まず、これらのシステムでよく使用されるチョッパ・アンプについて理解しておくことが重要です。

    プログラマブル・ロジック・コントローラ、重量計、自動試験機器などの産業用機器向けに、より高分解能で高速なシグナル・チェーンのニーズが高まっている中、そのようなシグナル・チェーンでA/Dコンバータドライバや電圧リファレンス・バッファとして動作する高精度アンプのニーズも増大しています。

     

    チョッパ...

  • 産業機器: より少ない配線で長距離を走行する将来の電気自動車

    次世代のバッテリ管理システム(BMS)のワイヤレス実装により、電気自動車の内部から重い通信ケーブルを取り除き、走行距離と信頼性を向上

     

    TIの電気自動車(EV)のワイヤレス・バッテリ管理システム向けの新ソリューションは、EVを軽量化し、1回の充電での走行距離を延ばし、最高レベルの機能安全性標準に準拠して信頼性を高める設計を可能にします。

    電気自動車は、快適な内装や洗練された技術を誇っていますが、その下の車台には可能な限り多くのバッテリ・セルが詰め込まれています。セルが多いほど充電容量が大きくなり...

  • 組込みプロセッシング: C2000™リアルタイム制御マイコンによりGaNベースのデジタル電源設計の能力を引き出す

    窒化ガリウム(GaN)電界効果トランジスタ(FET)は、SiC(炭化ケイ素)FETやSi(シリコン)ベースFETに比べて、スイッチング損失が劇的に改善し、電力密度が高くなっています。このような特性は磁気回路のサイズ縮小につながるため、デジタル・パワー・コンバータなどのスイッチング周波数が高いアプリケーションで特に有用と考えられます。

    パワー・エレクトロニクス業界にいる設計者は、GaNシステムの性能向上のための新しい技術と手法を必要としています。GaNテクノロジを使用する最新の電力変換システム開発で...

  • アナログ: クラスDオーディオ・アンプでバッテリの持続時間を延ばし、消費電力を削減する方法

    バッテリ駆動オーディオ・システムの設計者は、再生時間の延長とコストの削減という2つの目標の達成を求めています。古い従来型のクラスDアンプは、信頼性が高い一方、ポータブル・システムでは消費電力が大きすぎるため、これらの目標達成には難がありました。

    デジタル入力クラスDアンプは、10年近くにわたってテレビ用のオーディオに使用されてきました。テレビ向けに設計されたアンプには、省電力設計になっていないという問題があります。これらのアンプは、最大出力(一般に約24V)で85%の効率となるよう設計されています...

  • 電源 IC: 自律的セル・バランシングによりEVの熱管理を強化

    セル・バランシングは、電気自動車(EV)のバッテリ管理システムの重要な機能の1つであり、車両の走行距離を延長し、バッテリの安全な動作を確保するために役立ちます。また、セル・バランシングは、バッテリ自体の不均衡を修正するためにも必要です。EVのバッテリをはじめとして、すべてのバッテリには、製造プロセスでのミスマッチや動作条件のミスマッチが原因で時間の経過とともに不均衡が生じ、セル間のエージングが不均一になります。

    バッテリは、その中で最も弱いセルが完全に放電されてしまうと、他のセルに多くの電荷が残されていたとしても...

  • 産業機器: 基本的なブラシレス・ゲート・ドライバの設計 Part 3:統合型ハーフブリッジとディスクリート・ハーフブリッジの比較

    Other Parts Discussed in Post: DRV8320

    今回の記事では、統合型とディスクリート型の違いを箇条書きにして説明します。比較する設計は、本技術記事シリーズのPart 1およびPart 2で取り上げた設計と同じものです。

    絶えず基板面積の小型化が求められるという制約の下で、プリント基板(PCB)の設計者は、新たな可能性を求めて限界を超えようと努力を続けています。このような状況の中で、統合型マルチ・ハーフブリッジ・ドライバに注目が集まっています。PCBの小型化が進むのに対し...

  • 産業機器: 変わりゆく世界の中で加速するワイヤレス・コネクティビティ技術の進歩

    Other Parts Discussed in Post: MIOTY

    ワイヤレス接続によりリモート・ワークからホーム・スクールまで、素早い適応と生産性の維持が可能に

    今みなさんは、自宅の作業場所からオンライン・ビデオ会議を済ませ、子供がリモート授業にログインするのを見届けた後に、この記事を読んでいるところかもしれません。リモートで働く世界中の何百万もの人たちは、お互いにつながって生産的で創造的な日々を送るためには、さまざまなところまで届くようになったワイヤレス接続が不可欠なものになってきています...

  • 産業機器: 1台でさまざまなサイズ、電圧、フォーム・ファクタに幅広く対応するバッテリ・テスタを設計する方法

    この技術記事では、デジタル制御ループ・バッテリ・テスタの利点を説明し、柔軟性と費用対効果が高いバッテリ・テスタ設計の例を紹介します。バッテリ試験設計における課題の概要は、ホワイト・ペーパー「精密な多機能リチウムイオン・バッテリ試験ソリューションの設計」(英語)をご覧ください。

    リチウムイオン電池は、小さな電子機器にも、電気自動車や電力グリッドといった大規模のアプリケーションにも使われており、当然ながらバッテリのサイズ、電圧、フォーム・ファクタは多岐にわたります。しかし、このように幅広い種類があるため...

  • オートモーティブ: ゾーン型アーキテクチャの基盤となる専用設計のゲートウェイ・プロセッサ

    自動車業界ではメーカーもサプライヤも、自律性、電動化、コネクティビティを実現するために、新しい機能・性能を追加するソフトウェアの研究開発を精力的に行っています。しかし、多数の電子制御ユニット(ECU)を追加してこれらの機能を実現できたとしても、その結果、複雑さが増し、コストアップになったのでは持続可能な取り組みとはいえません。 

    多数の車載ECUを一元的に管理して効率的に運用する方法には、ドメイン型アーキテクチャを採用するか、ゾーン型アーキテクチャを採用するかによって2つの方法があります。ドメイン型アーキテクチャは...