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...
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...
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...
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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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。
LLVMとClang
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...
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...
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...
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...
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...
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...
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...
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...
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...
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...
TIの技術者チームが世界初のオンチップ・ミリ波レーダー・システムを開発したことで、カスタマーに車載レーダー・テクノロジを提供することが可能となり、その結果、より安全な車をより多くの人に届けることができるようになりました。
「ミリ波研究開発チームは“JDI”と呼ばれていました。“Just do it”、『とにかくやってみる』という意味です」開発中核チームの技術者であるVijayは、当時のチームの呼び名のことを懐かし気に話しました。世界初の車載用オンチップ・ミリ波レーダー・システムの開発は9年にわたる長い道のりでしたが...
クルマの電動化が進むにつれて、高精度のバッテリ監視機能を使用し、最高レベルの機能安全を実現することが重要になります。そこで、バッテリ監視機能の精度を向上させるために、自動車のバッテリ管理システム (BMS) は効率的に動作し、EV に搭載している個別のバッテリ・セルの性能をリアルタイムで監視する必要があります。
電気自動車 (EV) やハイブリッド車 (HV) の一般的な構成で、バッテリ管理ユニット (BMU) は 12V バッテリから電力を受け取ります。自動車が駐車している状態や電源がオフになっているときでも...
この記事では、電子制御モジュール設計に関する設計課題への対処に有効な、モータ・ドライバICに内蔵された個別のアナログ機能について説明します。
自動車の車両電子システムは電動モータを使用して、最適な位置にシートを調整したり、トランクを楽に開けられるようにしたりして、乗員の乗り心地の良さや便利さを高めます。
このような用途では、アルファベットの「H」の形に並べられたMOSFET（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ...
世界各地でパンデミックへの対応が始まった頃、オンライン・ショッピングは以前よりもずっと手軽になりました。自宅にこもる人が増え続ける中、配送が数日遅れることがあったかもしれませんが、ほとんどの小売業者は営業を続けて商品を届けることができていました。
この実績は驚異的です。需要がかつてないほど急増していたうえに、注文を処理する倉庫では、ソーシャル・ディスタンスを保つためにスタッフを減らして距離をとりながら働かなければならなかったからです。
オンライン業務を実践していたチームだけでなく、あまり顧みられることがない小さな部分であるプロセッサとソフトウェアに注目してみましょう...
TIの革新的な技術者たちが世界初のオンチップ・ミリ波レーダー・システムを開発したことで、TIの顧客企業はレーダー・センシング・テクノロジをさまざまなアプリケーションに取り入れることができるようになりました。このようなアプリケーションは道路上や工場内での安全性を支えるだけでなく、消防士が煙の向こうにいる人の命を救う助けにもなるでしょう。
壁や煙で見えなくても、意識を失って動けなくなっている人を見つけるために、消防士のヘルメットにも取り付けられる低コストのレーダー・センサをイメージしてみてください...
作業者の保護、ノイズ耐性の強化、サブシステム間のグランド電位差への対処など、その機能はあらゆるところで必要とされます。モータ駆動、太陽光インバータ、DC充電（パイル）ステーション、産業用ロボット、無停電電源、トラクション・インバータ、オンボード・チャージャ、DC/DCコンバータなどのアプリケーションのために、その機能を設計します。
その機能とはもちろん、ガルバニック絶縁のことです。
前述のようなシステムでは、モニタリングと制御を行うために、ある電力ドメインから別のドメインへ絶縁バリアをまたいで電流と電圧の情報を伝える必要があります...
TI独自の高度に統合された窒化ガリウム（GaN）ソリューションは、エントリレベルから高級モデルまでのハイブリッド車/電気自動車の充電の高速化と走行距離の延長に役立ち、普及率向上へのハードルを下げることができます。
TIでは電気自動車やハイブリッド車の電源管理用に高効率の集積回路を作成することで、お客様がより効率が高く手頃な価格の車両を設計し、排気ガスを減らしてクリーンな環境作りに貢献できるようにします。
走行距離の不安や、充電ステーションを探す手間、充電のための長い停車時間などから、ドライバーは従来型の自動車からハイブリッド車や電気自動車...
今、すべてが電気だけで走る完全な電気自動車（EV）の時代を目指し、利用可能な技術、市場や環境に対する規制、インフラの構築などさまざまな面からの取り組みが一斉に行われています。国際エネルギー機関のレポート「Global EV Outlook 2020」によれば、プラグイン・ハイブリッド車（PHV）を含む電気自動車の販売台数は、2019年に世界全体で過去最高の210万台に達し、路上を走るこれらの車の累計は720万台となっています。
しかし、EVは年率40%もの成長を遂げているものの...