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Recent blog posts

Seidai.H
- Jul 18, 2019
生産性向上につながるスマート・ファクトリの3つのトレンド

生産現場のシステムがダウンした場合、一部の自動車メーカーでは、非稼働の間1分当たりおよそ22,000ドルも浪費していることになります1。このような利害を考慮し、効率的で先進的なマシン間コネクティビティとマイクロ秒単位の高速通信を実現するために、スマート・ファクトリ・テクノロジの進化が待ち望まれています。ここでは、インダストリー4.0にインテリジェンスを加えるトレンドを3つご紹介します。・同じ生産ラインを使っていろいろな飲み物のボトル充填をする飲料工場・モジュール...
Seidai.H
- Jul 18, 2019
EVの未来を現実にするテクノロジー

近年、食品スーパーやホテル、ショッピングセンターに数台まとまった形で、公共の電気自動車（EV）充電ステーションが設置されてきています。世界の主要都市に、駐車しながら充電ができるスポットがインフラとしてパッチワークのように存在します。しかし、今後10年でEVを運転する人口が世界中で増加すると、もっともっと多くの充電ステーションが必要になります。　ある予測では、2030年までには路上を走る1.2億台のEVに対応するために、米国、ヨーロッパ、および中国で充電機器が4千万台、設備投資額にして50...
Seidai.H
- Jul 16, 2019
インテリジェントな自動エントランス・システムを実現するTIのミリ波センサ

スマート・シティ、スマート・ファクトリ、スマート・ビルディングを目指して、世界が急速に進歩する中、エントランス・システムも後れを取るわけにはいきません。自動ドアや回転バー式ゲート、ゲート式駐車場のパーキング・バーなどの未来のエントランス・システムは、センサ主導のソリューションを活用し、インテリジェントなシステムを便利で効率よく運用できるようになるでしょう。 TIのミリ波センサは、図1に示すような自動ドア、パーキング・バー、工場や倉庫の入り口などのエントランス・システムを設計する際に直面する重要な課題の解決に役立ちます。図 1 ．いろいろな自動エントランス・システム。 a ）車両の高さを基準にして開く倉庫入り口、 b ）誤検知を防止する自動スライド・ドア、 c ）車両以外がゲートに近づいても通さないインテリジェント・バーキング・バーミリ波センサの特長と機能 TIのミリ波センサは、3Dポイント・クラウド情報とオンチップ...
Seidai.H
- Jul 16, 2019
超低消費電力アプリケーションでデューティ・サイクルを設計するためのWEBENCHの使用方法

多くのバッテリ駆動アプリケーションでは、バッテリ電圧が最小になった場合でもバッテリ駆動時間を延ばすため、降圧型コンバータを、VINがVOUTに近い100%のデューティ・サイクルで動作させることが必要になります。例えば、スマート・メータに給電する2本の二酸化マンガン・リチウム（Li-MnO2）電池は、充電不可の一次電池で、リチウム塩化チオニル電池より安価な一方、動作寿命が長期（最長20年）であるため、スマート・ガス/水量メータでの利用が増えています。図1に示すシステム構成では、2本の二酸化...
Seidai.H
- Jul 16, 2019
アプリケーションに応じた最適な静止電流について

超低消費電力システムの全ての設計者にとって、バッテリ寿命は課題のひとつです。フィットネス・トラッカーの再充電はいつ必要になるのか？また、一次電池の場合、スマート・メータの保守とバッテリ交換が必要になるのはいつか？設計目標はバッテリ駆動時間の最大化です。フィットネス・トラッカーの場合、駆動時間は1週間で良いかもしれませんが、スマート・メータは20年以上動作します。この駆動時間を達成するには、さまざまなサブシステムで、何を考慮しなければならないでしょうか？多くのシステムでは、1つまたは2つ...
Yuka Uchida
- Jul 12, 2019
イメージング・レーダー：自動運転の広範なニーズを単独で満たすセンサ

自動車には主として3タイプのセンサ（カメラ、レーダー、LIDAR）が搭載されており、それぞれ役割が異なっています。各センサの役割について、また先進運転支援システム（ADAS）および自動運転のセンシング・ニーズを各センサがどのように解決できるかについては、業界内で今も混乱があるようです。筆者は友人マットと興味深い会話をしました。彼は、私がADASシステムや自動運転車で使用される TIのミリ波（mmWave）センサの仕事をしていることを知っているため、さまざまな運転状況において自動運転車がどのような...
Seidai.H
- Jul 11, 2019
MLCCの供給不足による電源アプリケーションへの影響を軽減

多層セラミック・コンデンサ（MLCC）はますます不足しており、この状況は2020年までも続くと考えられます。MLCCは、信頼性が高く占有面積が小さいため、ほぼすべての種類の電子機器に使われています。 MLCCのメーカーは生産量の増加に取り組んでいますが、依然として需要は供給を上回る見込みです。そのため、サプライチェーンでのこれらの部品の不足や価格上昇につながると考えられています。サプライチェーンが対応を進める一方で、電源アプリケーションの設計者としては、どのようにMLCCの供給リスクを抑えたら...
Naoko Suzuki1
- Jul 3, 2019
パワー・モジュール設計での電力密度と熱特性の最大化

序論パワー・モジュールが競争力を持つためには、その設計に高い電力密度、優れた熱特性を持ち、完全な機能特性を備えていることが求められます。パワー・モジュール設計がこのニーズに応える1つの方法が、その電源アーキテクチャに、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）を外付けした降圧コントローラを使用することです。MOSFET外付け型の降圧コントローラにより、電流のスケーラビリティが実現し、間隔があくことで優れた熱効果が得られ、パワー・モジュール設計で非常に重要となります。この記事では、MOSFETを外付けしたDC/DC降圧コントローラの動作を、MOSFET内蔵型のコンバータ・ソリューションと比較していきます。外付け MOSFET の考慮事項 MOSFETが内蔵されているコンバータの場合、設計はコンバータ・メーカーが選択したMOSFETに制約を受けます。降圧コントローラと外付けMOSFETを用いるパワー・モジュール設計には...
Naoko Suzuki1
- Jul 2, 2019
信号の分解：高精度デルタ-シグマADCの有効ノイズ帯域幅（ENBW）の理解（第4部）

アナログ/デジタル・コンバータ（ADC）のノイズを把握するのは、経験豊富なアナログ設計者であっても難しいものです。デルタ-シグマADCには、ADCの分解能、リファレンス電圧、出力電圧によりさまざまに異なる量子化ノイズと熱ノイズが複合して存在します。システムのレベルではさらにシグナル・チェーン部品が加わりますが、その多くは異種のノイズ特性を持ち比較が難しくなるため、ノイズ解析はより複雑になります。しかし、システムのノイズを予測しようとするなら、各部品のノイズがどれくらい影響するか、ある1つの部品のノイズが他の部品にどのように影響するか、支配的なノイズ源はどれか、などを理解しなければなりません。難しいことのように思えるでしょうが、シグナル・チェーンの有効ノイズ帯域幅（ENBW）を用いれば、この作業が簡単になります。そのためにも、デルタ-シグマADC のノイズに関する本シリーズの第4部では、次のようなENBWについての基本的なトピックを主に扱います...
Naoko Suzuki1
- Jun 28, 2019
ADAS設計で高度な安全性を実現する診断機能の役割

自動車業界がより高度な自動運転機能を推進するにつれて、高度な安全性要求レベル（ASIL）に対応した先進運転支援システム（ADAS）の必要性も高まっています。最近までのADAS機器は、視認性を向上させたり、危険な状況に陥りそうな際、ドライバーへ警告したりするために使われることがほとんどでした。しかし、今では最新の車の多くが、停止している車に後ろから衝突することを防いだり、意図せず走行車線からはみ出すことを防止したり、前を走る車と安全な車間距離を維持したりできるようになっています。このようなADAS...
Naoko Suzuki1
- Jun 21, 2019
CAN/LINシステム・ベーシス・チップ (SBC) 初心者向けガイド

システム・ベーシス・チップ（SBC）とは SBCは、コントローラ・エリア・ネットワーク（CAN）トランシーバ、またはローカル相互接続ネットワーク（LIN）トランシーバと内部/外部の「電源部品」が統合されたシンプルな集積回路です。電源部品としては、低ドロップアウト・リニア・レギュレータ（LDO）かDC/DCコンバータのいずれか、または両方が統合されます。設計者が出力電力を増やす必要がある場合や、レイアウト上、トランシーバとディスクリートのLDO��またはDC/DCコンバータ）の両方を使用するディス...
Naoko Suzuki1
- Jun 20, 2019
新しいコネクティビティ機能を獲得したリアルタイム・コントローラ

現在の産業界では、モーター・ドライブ、ファクトリ・オートメーション、大電力グリッドなどの幅広い多様なアプリケーションに対して、さまざまなソリューションやアーキテクチャを利用できます。その多くは、安定した性能とコネクティビティを提供しますが、それらは複雑でコストが高く、システム要求を満たすために複数チップを必要とすることもよくあります。絶え間なく進化する市場において、設計の差別化は重要ですが、ビジネスのライフサイクルおよび最終的な長期のサステイナビリティのためには、効率と性能が不可欠です。「ど...
Naoko Suzuki1
- Jun 19, 2019
自律型スマート・ロボットを実現するエッジ・インテリジェンス

前回のブログ記事では、TIのミリ波センサによる、工場のロボット・アームのエッジ・インテリジェンスの実現方法について説明しました。今回は、ミリ波テクノロジーが自律型ロボットのエッジ・インテリジェンスを提供し、ロボットの動きを遅くしたり停止したりする意思決定をリアルタイムに行い、産業用ロボットアプリケーションにおいて継続的に性能を発揮できる方法について説明します。衝突事故は人間や他の物と協働するロボットを使用する際に大きな懸念となりますが、 TIのミリ波センサは、産業用ロボットの衝突を回避するシステ...
Naoko Suzuki1
- Jun 18, 2019
自律型工場の原動力となるエッジ・インテリジェンス

従来の産業用ロボット・システムから現在における最新の協働ロボットまで、さまざまなロボットが頼りにするセンサは、ますます大容量で多様なデータを生み出し、処理しています。図1に示すように、このようなデータを用いて自律型ロボットがリアルタイムに意思決定を下せるようになることで、激しく変化する実世界環境の中で生産性を維持しながら、効率的なインシデント管理が可能になります。図1：機械周辺を監視してインシデントのリアルタイム管理を助けるミリ波センシングミリ波センサが工場のエッジでどのようにインテリジェン...
Naoko Suzuki1
- Jun 17, 2019
絶縁デジタル入力とデジタル・アイソレータの違い

絶縁デジタル入力（関連製品：『ISO1211』、『ISO1212』）は、その名前からデジタル・アイソレータ（関連製品：『ISO7741』）と同じような機能に思えるかもしれませんが、実際には注目すべき違いがあります。内部構造や用途など、2つの絶縁機能の違いを簡単に見分けられるようになりましょう。内部構造デジタル・アイソレータは、ガルバニック絶縁のデジタル信号パスを提供するという基本的な、または強化された機能を果たしています。TI製品の絶縁構造は、絶縁バリアによる容量性絶縁であり、TIの相補型金...
Naoko Suzuki1
- Jun 14, 2019
ASILの機能安全目標を達成するために電圧リファレンスとスーパーバイザが果たす役割

安全性に関連する多数の車載システムは、ISO（国際標準化機構）26262で規定された安全性要求レベル（ASIL）に適合することが求められます。よくある誤解が、ISO 26262規格に則って開発されたものではないICは、機能安全目標を達成するのに使用することができないというものです。実際には、多くの自動車OEMが、ASILに非準拠の半導体デバイスの機能や信頼性を利用して、ASIL要件を目指すシステムを開発することができています。この記事を読めば、電圧リファレンスとスーパーバイザの両方が、車載システ...
Naoko Suzuki1
- Jun 6, 2019
ハイブリッド車と電気自動車の監視と保護に関する8つの疑問

CO2排出量の削減には電化がもっとも有効な方法であるとわかっていますが、図1に示すように、車内の電圧が高くなるにつれ、監視および保護のサブシステムの重要性も増していきます。このシステムの進歩により、ハイブリッド電気自動車/電気自動車（HEV/EV）を短期間に開発できるようになるとともに、走行時間を最大限に延ばし、利用者の安全を維持できるようになってきました。バッテリ管理システムとトラクション・インバータ・システムの監視と保護について、8つのよく寄せられる疑問を見ていきましょう。図1...
Naoko Suzuki1
- Jun 4, 2019
信号の分解：デルタ-シグマADC内のノイズの概要（第3部）

本シリーズの第1部と第2部では、アナログ/デジタル・コンバータ（ADC）のノイズ特性を、その特徴や原因から測定方法や規定方法まで、詳しく説明しました。本シリーズの第3部では、第1部と第2部で得られた理論的な理解を現実の設計例に当てはめていきます。最終的に、「自分の設計に本当に必要なノイズ特性は何か？」という問いの答えに必要な知識を読者につけてもらい、次のアプリケーションでは自信を持ってADCを選択できるようになることが目標です。システム仕様まず初めの例では、アプリケーションのシステム仕様を定義し、この仕様を目標となるノイズ特性パラメータに変換し、この情報を使って候補となるADCを比較します。図1に示すような4線式抵抗性ブリッジを使用する重量計アプリケーションを一例として分析しましょう。図 1 ：標準的な 4 線式抵抗性ブリッジシステム仕様について、感度が2mV/Vで励起電圧が2...
Naoko Suzuki1
- Jun 3, 2019
ディスクリートLED回路設計にブレーキをかけましょう

ターン・ライト、ブレーキ・ライト、テール・ライトなどの車載照明用LED回路設計では通常、バイポーラ接合トランジスタ（BJT）などのディスクリート部品を実装します。ディスクリート部品が目につくのは、簡単で信頼性があり安価という、ありふれた理由によるものです。それでも、LED数が増え、プロジェクトの要求事項が大きくなると、ディスクリート部品を使った設計を考え直す価値があります。よくある誤解をいくつかご説明しましょう。ディクリート設計は簡単である LEDは電流駆動デバイスです。安定化した電流供給によりLEDをオンにするには、トランジスタを使用することが最も簡単な方法です。図1に示すように、このようなトランジスタを用いた回路を基本ブロックとして繰り返し使用することで、プロジェクト全体にわたる任意の数のLEDストリングを駆動できます。図1 ：ディスクリートのLED 定電流回路 LED数が多い、または難しい要件のプロジェクトでは...
Naoko Suzuki1
- May 23, 2019
スマート・ホーム・オーディオの設計に関する4つの課題

近年、スマート・ホーム・テクノロジーが急速に拡大し、スマート・スピーカを使用する世帯はますます増えています。家電メーカーも、今やハイファイ・オーディオ出力を求められています。このタイプのオーディオ・テクノロジーは、冷蔵庫が食品リストを読み上げたり、照明スイッチが部屋から出る前に消灯を促したりすることを可能にします。高度なオーディオ機能の追加はときに困難を伴い、既に制約のある設計をいっそう複雑にします。この記事では、スマート・ホーム・オーディオの設計に関連した4つの問題と、そのプロセスを単純にする方法を説明します。 1. 定義しづらいプロジェクト要件家電製品にオーディオ機能をつけるプロジェクトは、簡単そうに見えるかもしれませんが、オーディオ出力には数多くの設計上の選択と課題が伴います。一見、すべてがよく似ているように思える多数の選択肢の中から、適切なアンプを選択するのは容易ではありません。アンプの選択を簡単にするため...
Naoko Suzuki1
- May 22, 2019
I2Cアイソレータに関するよくある6つの質問

I2Cアイソレータを設計に活用する際の課題や疑問を、オンラインの技術質問ページ、 TI E2E™コミュニティに多くいただいた質問を基に、絶縁型I2Cデバイスの消費電流や絶縁電力の生成などに関して解説します。実際の設計で、信号と電力を絶縁する際にお役に立てれば幸いです。 1. I2Cの絶縁が必要なのはどのようなときですか？絶縁は、システム内の2つの部品間で直流電流（DC）と不要な交流電流（AC）の流れを阻止する一方、信号と電力の転送は行います。一般に、絶縁は電子部品や人を危険な電圧や電...
Naoko Suzuki1
- May 17, 2019
インターロック機能を搭載したゲート・ドライバ、3相インバータの堅牢性を向上

可変周波数ドライブ（VFD）は、産業用オートメーション機械の重要な一部です。VFDはポンプ、ファン、コンベヤ・ベルト、コンピュータ数値制御（CNC）マシン、ロボット・オートメーション・テクノロジの駆動を助け、工場の総エネルギー消費の削減に貢献します。VFDのダウンタイムは機械類のダウンタイムに直結し、工場停止や生産量低下につながる可能性があります。VFDの信頼性と堅牢性は、機械メーカーと工場のオーナーにとって重要な要件です。 VFDの心臓部である図1の3相インバータ構造は、整流された商用電源電圧...
Naoko Suzuki1
- May 14, 2019
過酷な環境に耐えられるRS-485トランシーバ設計

RS-485トランシーバは、落雷といった電圧サージ・イベントに通信が影響されうる屋外での運用にも耐えられるほど堅牢でなければなりません。設計のゴールが、設計の単純化や基板面積の削減などであっても、自然の中での利用に対応するできることが前提です。それでは、設計したRS-485通信が高電圧イベントに耐えられるかどうかはどのように把握したらいいでしょうか。国際電気標準会議により、エンジニアがシステムのサージ保護レベルを判断できるIEC 61000-4-5サージ規格が規定されています。IEC 61000-4-5規格は、リモート無線ユニットや空調ユニット、インターネット・プロトコル（IP）監視カメラといった、屋外での通信を利用するアプリケーションで非常に重要です。自然界からのいかなる影響にも耐えられるシステムにするには、この規格を理解することが不可欠です。この記事では、屋外で発生するサージ要因からシステムを保護するさまざまな方法に焦点を当てつつ...
Naoko Suzuki1
- Apr 25, 2019
絶縁型RS-485トランシーバ設計におけるオプトカプラの懸念点

オプトカプラは、LEDとフォトトランジスタを使用することで、電流を通さずに信号通信を行い、ガルバニック絶縁を実現できる低コストのソリューションとして40年以上にわたり利用されてきました。しかし、デジタル・アイソレーション・テクノロジーの進歩を考えると、RS-485システムでガルバニック絶縁を実現するうえでオプトカプラは本当に費用対効果の高い方法でしょうか？図1は、オプトカプラを使用してガルバニック絶縁を実現するRS-485トランシーバの標準的な回路図です。このソリューションでは、2個の高速オプトカプラ（信号の送信用と受信用に各1個）と1個の方向制御用低速オプトカプラ、全部で3個のオプトカプラが必要です。このソリューションでは、シュミット・バッファ、シュミット・トリガ、抵抗器、バイパス・コンデンサなど、かなり多くの外付け部品も必要になります。これら部品はすべて、コストと基板面積の両方で増加要因となる可能性があります。図...
Naoko Suzuki1
- Apr 17, 2019
デジタル・アイソレータに関するよくある7つの質問

デジタル・アイソレータに関するよくある質問をまとめました。デジタル・アイソレータの消費電力の確認方法や絶縁電力の生成についてなど、オンラインの技術質問ページ、 TI E2E™コミュニティにお寄せいただいた疑問について解説します。 1. 基本デジタル・アイソレータと強化デジタル・アイソレータとの違いは何ですか？基本デジタル・アイソレータは、DIN（ドイツ規格協会）V VDE（Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationst...