電源設計

DC/DCコンバータをはじめLDOレギュレータ、IGBT、ダイオードなどパワーデバイス関連の話題をEDN Japan/EE Times Japanから集めています。電源設計に役立つ情報を随時、更新していきます。

Top Story

Wired, Weird:

今回は、高価な電気メッキ装置用電源機器の修理エピソードを紹介する。故障原因は、しばしば見受けられる“配線切れ”だったが、事もあろうに過電圧監視が施されていなかったが故に、悲惨な末路を迎えてしまった。

(2016年8月4日)

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ウェアラブル機器の救世主!?:

ウェアラブル機器や、GPS/通信モジュールに使用される各種チップセットのコア電圧を1V未満に下げる動きが出てきている。コアの動作電圧を抑えることで消費電力を大幅に抑えられるためだ。そうした低電圧チップセットの“低消費電力効果”を最大限に生かすことのできる超低消費電力型DC-DCコンバーターが登場したので紹介しよう。

実は電源モジュールにはさまざまな種類があるんです!:

電源設計が複雑化する中で、電源ICと受動部品を1パッケージに内蔵した“パッケージ型電源モジュール”が登場し、利用されるケースが増えてきた。多くの利点があるパッケージ型電源モジュールだが、その一方で性能/信頼性が犠牲になっているケースが実は多い。そこで、性能/信頼性を犠牲にせずコイル内蔵型電源モジュールを実現している「ポケットコイルタイプ“micro DC/DC”コンバータ」を紹介しよう。

最新! 電源関連ニュース

SIIセミコン S-174xシリーズ:

エスアイアイ・セミコンダクタは2016年10月、ウェアラブル・IoT機器の低消費電力化を実現する、パワーモニター用出力機能を搭載したLDOレギュレーター「S-174x」シリーズを発売した。

(2016年10月25日)
4つの機能を1パッケージに:

オン・セミコンダクターが、モバイルバッテリー向けの充電コントローラーを発表した。電圧変換やマイコンなどの機能を1パッケージ化したことで、設計が簡素化する。さらに、USBケーブルのデータラインを利用して、バッテリーの充電情報などをスマートフォンに送信できる機能も搭載している。

(2016年10月21日)
村田製作所 MYMGK1R820FRSRなど:

村田製作所は、モノブロックタイプDC-DCコンバーターの20A品2製品と6A品2製品を商品化した。小型で高温環境下での長期信頼性が高く、スモールセル用の通信基地局で求められる要件を満たす。

(2016年10月20日)
日本TI TPS54116-01:

日本テキサス・インスツルメンツ(日本TI)は2016年10月、DDRメモリ向けの同期整流DC-DC降圧型コンバーター「TPS54116-01」を発表した。入力電圧は2.95〜6Vで、出力電流は4Aとなる。

(2016年10月19日)

電源入門記事

覚えておきたい「電源測定」のきほん手順(1):

電源設計に求められる要件は、多くなっています。高効率/高電力密度、迅速な市場投入、規格への対応、コストダウンなどを考慮せざるを得ず、電源設計におけるテスト要件も複雑化しています。そこで、本連載では、3回にわたって、複雑な電源設計プロセスの概要と、プロセスごとのテスト要件について説明していきます。

(2015年12月3日)
めざせ高効率! モーター駆動入門講座(2):

前回はモーターが回転する原理、モーターをどうやって回転させれば高効率化を実現できるかついて基本的知識を紹介した。2回目となる今回は、モーターの進化と種類に始まり、モーターを扱う技術者であれば避けては通れない“高効率・長寿命を実現できるブラシレスDCモーターの高効率駆動”に論点を当てる。

(2015年7月1日)
Q&Aで学ぶマイコン講座(15):

マイコンユーザーのさまざまな疑問に対し、マイコンメーカーのエンジニアがお答えしていく本連載。今回は、初級者の方からよく質問される「マイコン周辺部品の選び方――電源編」です。

(2015年6月16日)
めざせ高効率! モーター駆動入門講座(1):

モーターの高効率化を実現するためには、モーター構造や、構造体の材料、駆動方式、駆動デバイスなど多くの要素を考慮する必要がある。これから数回にわたって、モーターをより高効率に駆動させるための基本的知識を紹介していく。1回目は、モーターがなぜ回るのか、そしてモーターをどうやって回せば高効率駆動できるのかに論点を当てる。

(2015年4月28日)
しっかり分かる“USB パワーデリバリ”入門:

USB Power Delivery(USB PD)をご存じでしょうか? 100Wまでの給電を全てUSBケーブルで行ってしまうという新しいUSB規格。既にUSB PDの仕組みを搭載したPCも発売されています。ここでは、あらゆる機器の給電スタイルを一新する可能性のあるUSB PDがどのような規格で、どんなことができるかなどを解説していきます。

(2015年5月21日)
いまさら聞けないAC-DC電源入門:

コンセントにつなぐ電気製品になくてはならないAC-DC電源。ノートPCやスマートフォンのアダプタなどで身近に使用している割に、その仕組みを知らない人は多い。そんなAC-DC電源の必要性や方式の基本を紹介する。

(2015年3月26日)

電源設計テクニック!

Design Ideas パワー関連と電源:

PDAやデジタルカメラなどの携帯型電子機器の電源を設計する際、重要度が高いパラメーターの1つは変換効率である。電源の変換効率は、負荷電流を徐々に変えながら測定、評価を行う。今回は、1000〜2000円の安価な部品コストで実現できる小型の電子負荷を提案する。

(2016年10月18日)
SJ-MOSFETなど最新FETを適切に評価しよう:

MOSFETのデータシートには、1つの測定電圧での出力静電容量値が記載されています。この値は、従来のプレーナ型MOSFETには有効でしたが、スーパージャンクションなど複雑な構造を用いる最新のMOSFETの評価には適していません。本稿では、最新のMOSFETの評価に有効な実効容量値を、より簡単に求める方法を探っていきます。

(2016年9月7日)
Design Ideas パワー関連と電源:

今回は、簡単なオペアンプ回路と組み合わせたデュアルスイッチング電源で、出力電圧のシーケンスを同時に制御できる回路を紹介する。この回路では、オン時に3つの出力電圧を制御する。

(2016年8月3日)
規制の厳格化と消費者の期待に応えるために:

白物家電メーカーは困難な時代に直面しています。メーカーは激しい競争が続く市場において、消費者にとって自社製品をより魅力的なものにする必要があります。同時に、ますます厳しくなる環境ガイドライン(北米における「ENERGY STAR」や欧州連合の「92/75/EC」など)に従う必要もあります。その結果、動作音が小さく動作寿命の長い、高集積度/高エネルギー効率の機器を開発することが強く求められています。本稿では、白物家電の設計におけるモータードライバーICおよびインテリジェントパワーモジュール(IPM)技術の最新動向について説明します。

(2016年6月28日)
Wired, Weird:

今回は、PFC(力率改善)回路が登場した頃に設計されたと思われるスイッチング電源の修理の模様を紹介する。電源設計において何を最優先すべきかを、あらためて再認識させる故障原因だった――。

(2016年6月6日)
アナログとデジタルの長所生かして解決:

プロセッサの電源電圧が1V未満になるなど電源システム設計はより複雑で高度になっている。そうした電源システム設計をより簡便にするデジタルマネジメント技術が登場しているが、出力精度などはアナログマネジメント技術に劣る。そうした中で、デジタル/アナログ双方の長所を生かしたパワーマネジメント技術に注目が集まっている。

(2016年5月31日)
GaNにはGaNの設計を:

新しいMOSFET技術が登場すると、ユーザーは新しいデバイスを接続してどの程度効率が改善されたかを測定します。多くの人が既存の設計のMOSFETをGaNに置き換える際にもこれと同じ方法を使ってしまい、性能の測定結果に失望してきました。GaNの本当の利点を引き出すには、通常、システム設計を変更しなければなりません。GaNを既存のMOSFET技術に対する完全な互換品(ドロップイン置換品)と見なすのではなく、さらなる高密度・高効率設計を実現する手段と捉えるべきです。

(2016年5月27日)
Design Ideas パワー関連と電源:

今回は、取り扱いが簡単なCMOS ICを使ってMOSFETを制御するコンバーター回路を紹介する。

(2016年5月12日)
広い入力電圧範囲の高速DC-DCコンバーターで発生する:

昨今、広入力電圧範囲DC-DCコンバーターが使用されるケースが増えてきたが、MOSFETの高速のターンオンとターンオフは、スイッチノードのリンギングを発生させ、さまざまな障害の原因となっている。そこで、本稿では、DC-DCコンバーターにおけるスイッチノードリンギングおよびスパイクのメカニズムを取り上げ、その発生メカニズムと対策方法を詳しく解説する。

(2016年4月26日)
Design Ideas パワー関連と電源:

今回は、降圧型のスイッチング電源(SMPS)ICとリニアレギュレーターが抱えるそれぞれの問題点を解決する回路を紹介する。それは、高効率のSMPSを使用し、そのSMPSの出力に含まれるノイズ、リップルをLDOリニアレギュレーターによって低減するという手法である。

(2016年4月5日)

注目! ウェアラブル機器の電源

ルネサスが初参入:

ルネサス エレクトロニクスは2016年9月26日、ワイヤレス充電用の送電IC、受電ICを発表した。同社が狙うのは、スマートフォンやノートPCなどに向けたワイヤレス充電システムではない。もっと電力が小さいウェアラブル機器用の充電システムだ。ルネサスは、こうした小電力機器こそが、ワイヤレス充電が適していると強調する。

(2016年10月5日)
SIIセミコン S-847xシリーズ:

エスアイアイ・セミコンダクタは、ウェアラブル端末向けにワイヤレス給電制御IC「S-847x」シリーズを発売した。送電側はUSB 5V電源を使用可能で、受電側は5Vで100mAの受電ができる。

(2016年7月6日)
ルネサス RAA230161:

ルネサス エレクトロニクスは、USB Power Delivery 3.0に対応した電源IC「RAA230161」を開発した。DC-DCコンバーター部の電力変換効率は最大95%で、各種保護機能を内蔵している。

(2016年4月21日)
車載情報機器などに向けて展開:

新日本無線は2015年7月、リニアレギュレータタイプ NJM2815、NJM2816およびスイッチングレギュレータタイプ NJW4119の量産を開始したと発表した。高性能の電圧補正機能を備えたことによって、電圧降下によるモバイル機器への充電電圧がUSB規格を満たさなくなる問題を解決する。

(2015年7月23日)
電子機器設計ノウハウ:

スマートウオッチやスマートグラスなどウェアラブル機器市場が立ち上がりつつある。この新たな機器であるウェアラブル機器の設計、製造には、未知の課題も多く存在するだろう。その1つが、故障原因だ。ウェアラブル機器は往々にして携帯電話機などモバイル機器と同一視されがちだが、モバイル機器にはないウェアラブル端末ならではの故障原因が潜む。本稿では、ウェアラブル機器の設計、製造で留意しておきたい故障原因を紹介する。

(2014年11月7日)
ウェアラブルEXPO:

トレックス・セミコンダクターは、ウェアラブルEXPO(2015年1月14〜16日、東京ビッグサイト)に出展し、複数のウェアラブル機器向けICの新製品を公開した。

(2015年1月15日)

次世代電源デバイス特集

電気自動車への搭載が加速?:

米大学が、出力パワー密度が12.1kW/LのSiC(炭化ケイ素)インバーターを開発した。全て市販の部品を使って実現している。そのため、専用の部品を開発すれば、出力パワー密度がさらに向上する可能性もある。

(2016年9月27日)
満を持してダイアログが投入:

Dialog Semiconductor(ダイアログ・セミコンダクター)が、GaNパワーICを発表した。これによって同社は、GaNパワー半導体市場に本格的に参入する。同社は2016年8月24日、東京都内で記者説明会を開催し、GaNパワーIC「SmartGaN DA8801」の詳細を説明した。

(2016年8月26日)
SiCウエハー製造でもシェアを追う方針:

Infineon Technologiesは2016年7月21日、このほど発表したCreeのSiCウエハー/デバイス事業に関する説明を行い、SiCデバイスとともに、SiCウエハーの外販を強化していく方針を明らかにした。

(2016年7月22日)
電源メーカーにとって:

RECOM Powerは「PCIM Europe 2016」(2016年5月10〜12日、ドイツ・ニュルンベルク)で、SiC-MOSFET専用の2WのDC-DCコンバーターなど同社の製品群を展示した。これまで同社は低電力・中電力のDC-DCコンバーターやAC-DCコンバーターを中核としてきたが、今後は500Wなど高電力市場も視野に入れる。

(2016年5月23日)
PCIM Europe 2016:

ドイツ・ニュルンベルクで開催されたパワーエレクトロニクスの展示会「PCIM Europe 2016」(2016年5月10〜12日)に出展した米国のUSCi(United Silicon Carbide, inc.)は、SiCパワー半導体に対する認識がここ数年で大きく変わったと語る。

(2016年5月18日)
フランスのGaN専業メーカー:

パワーエレクトロニクスの最新技術が一堂に会する「PCIM Europe 2016」(2016年5月10〜12日、ドイツ・ニュルンベルク)で、フランスのGaNパワーデバイスメーカーExaganが、8インチ(200mm)のGaN on Siウエハーや、耐圧650VのGaN FETなどを展示した。

(2016年5月17日)
PCIM Europe 2016:

パワー半導体の展示会「PCIM Europe 2016」で、耐圧650VのSiC SBD(ショットキーバリアダイオード)や同1200VのSiC MOSFETなどを紹介したToshiba Electronics Europe。SiCのSBDとMOSFETを組み合わせた“フルSiC”のパワーモジュールは登場しているが、コストの壁は大きいと同社は述べる。

(2016年5月11日)
エピ欠陥を1/20にする表面処理技術で実現:

新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は2016年4月14日、東洋炭素がNEDOプロジェクトで開発した技術を応用してSiC高品質薄板化エピウエハーを製品化し、サンプル出荷を開始したと発表した。

(2016年4月15日)
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