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  • スーパーキャパシタからのバックアップ電力供給を実装する複数の効果的な手法

    Other Parts Discussed in Post: TPS61094, TPS61022, TPS63802最新のスマート IoT  デバイスの多くは、ライン電源 (商用電源) からの電力供給で動作しますが、想定外の停電が発生した場合に安全なパワー・ダウンまたは「last gasp」(停電通知) 通信を実行するためのバックアップ電源も必要です。たとえば、電気メーター (電力計) は停電が発生した時刻、場所、持続時間などの詳細を無線周波数 (RF) インターフェイス経由で送信し...
  • 低静止電流(IQ)昇降圧コンバータを使用して流量計のバッテリ動作時間を延長する 3 つの利点

    Other Parts Discussed in Post: TPS61094塩化チオニル・リチウム (LiSOCI2) バッテリは、スマート流量計で一般的に使用されています。二酸化マンガン・リチウム (LiMnO2) のような他のバッテリ・ケミストリーよりエネルギー密度が高く、コスト/ワット比も優れているからです。LiSOCl2 バッテリの 1 つの短所は、ピーク負荷への応答能力が高くないことです。その結果、使用可能なバッテリ容量が減少してしまいます。そのため、この記事では、数百 m...
  • 分散型電源アーキテクチャを採用して次世代 EVシステムを駆動

    Other Parts Discussed in Post: UCC14240-Q1 電気自動車 (EV) やハイブリッド車 (HV) は絶えず変化を重ねており、内部の電子機器も同様です。これらの自動車の全体的な形態や機能に関して、増え続ける電子機器は重要な役割を担っています。その一方で、車を運転するドライバーは変化していません。ドライバーが EV や HV に引き続き期待しているのは、1 回の充電での走行距離の延長、いっそう手ごろな価格設定、充電時間の短縮、安全性の維持です。しかし、このような...
  • ユーザー・プログラマブルPMICのDIYパワーで設計プロセスを簡素化する

    ユーザー・プログラマブルPMICならば、同じPMICを複数のプロジェクトで再利用できるため、迅速にプロトタイプ作成が進み、開発期間が短縮されます。 仮に、目的のアプリケーションにぴったりのプロセッサが見つかったと想像してみてください。このプロセッサには、SPI(シリアル・ペリフェラル・インターフェイス)や、UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)、USB、I2Cなどの、必要な性能とペリフェラルが揃っています。さらに、イーサネットやEthe...
  • 個別、マルチファンクション、トリムといったピンアウトで設計課題に対処する方法

    Other Parts Discussed in Post: TPS54620, TPS566231, TPS62903, TPS543620最新の降圧コンバータに備わる機能とは、単純に言えば特定の仕事をこなすためのツールです。このような機能の構成やレイアウトは、スペースや柔軟性を念頭において設計されています。設計者がこれらの機能を簡単に取り出せることは、単に設計課題の解決になる以上の意味があります。 従来、パワーマネジメント・ソリューションには、機能ごとに個別のピンがありました。ソフトスタート...
  • 電源設計のヒント:非絶縁フライバックの代替としての上下反転型降圧トポロジの働き

    Other Parts Discussed in Post: UCC28910電源として一般的なものの中に、AC商用電源とも呼ばれるオフライン電源があります。標準的な家庭用の機能を組み込むことを目指す製品が増えているため、必要な出力能力が1ワット未満である低電力オフライン・コンバータの需要が高まっています。これらのアプリケーションを設計するうえで一番重要なのは、効率、統合、そして低コストです。 トポロジを決定するとき、一般に低電力オフライン・コンバータの候補として1番にあがるのがフライバックです...
  • ウェアラブル電源設計に電圧スーパーバイザを加えるべき3つの理由

    Other Parts Discussed in Post: TLV841ここ10年の間で、スマートウォッチのようなウェアラブル・テクノロジのメーカーの勢いが増しており、ユーザーは自分の健康状態やフィットネス活動をリアルタイムで見ることが可能になりました。今では、歩数や心拍数、酸素飽和度、運動時間などの豊富な情報を活用し、健康増進の目標に向けての進み具合をさまざまな方法で確認することができます。 スマートウォッチが手放せないものになるにつれて、ユーザーはバッテリの持続時間や機器の大きさを非常に気...
  • 1台のPWMコントローラでストリング・インバータ、モーター・ドライブ、Eメーターの独自の課題に対応

    Other Parts Discussed in Post: UCC28C44 産業用機器のコントローラを設計している人なら、おそらく次のような課題に頭を悩ませたことがあるでしょう。 「どのレベルの電圧が必要だろうか?」 「電流レベルに注意しているか?」 「コントローラの動作に必要な周波数は?」 「このデバイスには高温や磁気に対する耐性が必要になるだろうか?」 中にはより問題になりそうなものとそうでもないものがあり、設計するものがストリング・インバータ、モーター・ドライブ、Eメーターかでも重...
  • 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、...
  • 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...
  • 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、...
  • 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...

  • 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...

  • 低ノイズ降圧コンバータによりノイズとリップルを最小限に抑える

    Other Parts Discussed in Post: TPS7A54, TPS7A52, TPS7A53, TPS62913, TPS62912

    ノイズを最小限に抑えることは、試験/計測や無線アプリケ��ション向けのクロック、データ・コンバータ、アンプなど、ノイズの影響を受けやすいシステムの電源を設計するエンジニアに共通の課題です。人によって「ノイズ」という用語の意味するものは異なると思いますが、この記事ではノイズのことを、回路の中の抵抗やトランジスタにより発生する低周波数の熱ノイズと定義します...

  • 流量計のバッテリ寿命を延ばす5つの事例

    この技術記事では、昇降圧コンバータを塩化チオニル・リチウム(LiSOCl2)バッテリと組み合わせたときに、バッテリ寿命を最大限に延ばしつつ、全体として必要な保守およびコストが減少する、5つの事例を見ていきます。

     水道メータとガス・メータは、電源として二酸化マンガン・リチウム(LiMnO2)バッテリとLiSOCl2バッテリを使用します。LiMnO2バッテリに比べてLiSOCl2バッテリはエネルギー密度が高くワットあたりの費用対効果が良いため、スマート・メータによく使われます。しかし、LiSOCl2

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  • 電源設計のヒント:アクティブ・クランプ・フライバック設計を最適化する方法

    より小型のパッケージでより処理性能の高いデバイスがますます求められるようになる中、昨今のどの電源でも最も優先度が高いのが電力密度です。絶縁電源トポロジで最も人気が高いのはフライバックですが、従来のフライバックではリーク電流やスイッチング損失のためにスイッチング周波数に限度があり、ソリューションの小型化もしにくくなっています。

    高周波数のスイッチングでも、フライバック・トポロジを最適化して効率をはるかに高められる新しい方法があります。この記事では、ゼロ電圧スイッチング(ZVS)が可能なアクティブ・クランプ...

  • 電力密度の基本技術

    最新の電力供給ソリューションにおける電力密度の重要性とその価値は、どれだけ強調しても足りません。 

    高電力密度設計の基本技術をより深く理解するために、この技術記事では高電力密度ソリューションで最も重要な次の4つの観点について説明します。 

    • 損失発生の低減
    • 最適なトポロジと制御の選択
    • 効果的な熱除去
    • 機械部品および電気部品の集積化によるシステム体積の削減 

    また、TIと連携し、この4つの観点を支える高度な技術的能力と製品を利用することで、高電力密度を達成する取り組みをどのように強化できるかもお見せします...

  • 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...

  • 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...

  • 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...

  • 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...

  • 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...
  • 電源設計のヒント: 負の出力電圧を動的に調整する方法

    Other Parts Discussed in Post: LM4040

    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]。降圧コンバータICのグランド・ピンを負出力電圧ノード(-VOUT)に接続し、インダクタ出力をシステム・グランド(0V)に接続します。1は、構成例です。出力とフィードバック(FB)ピンの間の分圧抵抗で、出力電圧を設定します。

    1 降圧コンバータを反転昇降圧コンバータとして使用し…

  • 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

    Other Parts Discussed in Post: BQ25790, BQ25792

    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-C PDによる充電を検討する理由

    構成や入力電圧範囲が異なる複数のバッテリ駆動デバイスを充電できるシングルチップ・チャージャICを設計することは、複雑なプロセスです。なぜなら、旧来のアダプタはすべてのバッテリ駆動デバイスと互換性があるわけではなく…

  • 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し、危険な動作を検知したら回路を切断して電流の流れを中断させる保護デバイス(直列の電界効果トランジスタ、リレー、ヒューズなど)を組み込むことが重要である理由がわかるでしょう。ほとんどの設計では、素早い検知のために、安全性を目的とした電流監視にコンパレータを用いるのが一般的ですが、バッテリ・パック内部のA/Dコンバータ(ADC)によりデジタル変換されたデータを使用する設計もあります…