製造プロセスごとのノイズ耐性の実測実験
すでにマイコンを使い込まれている上級者向けの技術解説の連載「ハイレベルマイコン講座」。今回は、製造プロセスの異なる複数のマイコンに対して同じ条件でノイズを印加し、どの製造プロセスのマイコンが最もノイズ耐性が高いかを実験、考察してみる。 すでにマイコンを使い込まれている上級者向けの技術解説の連載「ハイレベルマイコン講座」。本記事は、2019年11月29日「ハイレベルマイコン講座【EMS対策】（2）：最も効果的なノイズ対策がついに判明!? よくあるEMS対策を比較する【実験編】」の続編だ。 前回は、1つのマイコンに対してさまざまなノイズ対策を施し、EMS耐性改善効果の高い対策方法を考察した。今回は、製造プロセスの異なる複数のマイコンに対して同じ条件でノイズを印加し、どの製造プロセスのマイコンが最もノイズ耐性が高いかを実験、考察してみる。 製造プロセスが微細化すると、個々のMOSサイズ＊1）が小
降圧回路のEMIをカンタンに低減する3つのTips
降圧回路のEMIをカンタンに低減する3つのTips：そのノイズ、10分でどうにかなるかも（1/3 ページ） 電磁干渉（EMI）が抑えられず、再設計……。もしかすると、こうした悪夢は回避できるかもしれません。降圧回路で簡単にEMIを低減できる3つのTips（ヒント）を紹介しましょう。 電磁干渉（EMI）は、車載用電源の最終製品における恒常的な課題です。マイルド・ハイブリッド電気自動車（以下、MHEV）ソリューションが台頭するにつれ、システム内の多くの電子回路でバッテリー電圧が12Vから48Vへと移行していることから、EMIは以前にも増して難しい課題になっています。 車載用回路を設計しているエンジニアの大部分は、フィルター設計、レイアウトガイドラインおよび、スペクトラム拡散やフリップチップパッケージなどをはじめとする多数の管理機能を通じて、EMIを低減させる方法を知っています。しかし、あまり知
どう熱を制するか ―― 車載デュアルUSBチャージャー考察
自動車での搭載が当たり前になりつつあるUSB充電ポート。そのポート数は増加傾向にある。ただ、ポート数の増加は、熱などの設計上の課題を招く。本稿では、そうした課題を克服しつつ、デュアルポートのUSBチャージャーを搭載する方法を考えていく。 USBポートの自動車への搭載が広まっています。適切なケーブルを仲介として、多数のポータブル機器、スマートフォンおよび、タブレットPCを出先で充電することが可能です。これらの機能を実装する電子モジュールは、過熱することなく小型のスペース内に収まる必要があります。 デュアルポートの専用充電ソリューション（図1）の場合、部品数とソリューションサイズの増大なしに2つのコネクターに対応する必要があるため、問題が悪化します。デュアルUSBチャージャーは、コネクター当たり5Vで最大3Aの充電に対応する必要があり、AEC-Q100認定済みかつAppleおよび、USB仕様に
リレー（5） ―― 使用上の注意点 ～その2～
前回はリレーのディレーティングや不良現象から見たリレーの選択および、使用上の注意点について説明しました。 今回はまだ説明していない注意点や実際に量産工程で使用する場合の保管、導入前の工程監査などについて説明し、接点を持つ部品についてまとめます。 リレー回路の表現方法 前回は接点間の消弧回路について説明しましたが、ここではリレーを使用する全体回路の設計についてその考え方を説明します。 全体設計 図1、図2に回路を設計する上で配慮するべき点を挙げます。 接点を使ってリレー間でシーケンスを組む場合、図1（a）に示すように接点と負荷、コイルなどの電位関係をバラバラにすると誤配線を見つけるのが困難になります。この例では赤線のルートで微少電流が流れますのでX2、X3のシーケンス（ON／OFF）のタイミングに影響します。 このような場合には基本的には接点を充電部、負荷を接地側に統一して回路図を作成すると
リレー（4） ―― 信頼性と使用上の注意点 ～その1～
前回はリレーの接点構造や防塵構造、回路保護について紹介しましたが機械的な話でしたので電子系の技術者にはなじみのない内容も多かったかと思います。 今回はリレーを含む接点部品をまとめるつもりでしたが多項にわたるため、今回はディレーティングやリレーを使う上で設計者が考慮しなければならない注意点について説明します。残りの使用上の注意事項や実際に量産工程で使用する場合の保管、導入前の工程監査などについては、別稿で触れたいと思います。 MILｰHDBKｰ217Fによる信頼性設計 信頼性設計の基準書として扱われているMIL-HDBK-217F-Notes2の13.1項（メカニカル･リレー）の故障率の計算を通じてディレーティングなどの信頼性設計の要点を説明します。 前提条件 電子機器のコンデンサー入力型電源回路を30分間隔で投入を繰り返します。その他の条件は表1の通りです。 設計者が考慮できる項目は表1か
MBSEに注力する図研、エレキの回路設計者は「ドメイン」を越えられるか
20年前から変わらないエレキの回路設計 システムズエンジニアリングを先行して活用してきたのは航空宇宙業界であり、自動車業界もMBSEという観点で急速にキャッチアップしつつある。稲石氏は「これらの動きに対して、図研と関わりの深いエレキの回路設計は20年前からほとんど変わっていない。プリント基板のパターンを作るための情報作成に終始しており、MBSEで重要な役割を果たすモデルに対応した機能単位の設計は行われていない」と指摘する。 実際に、プリント基板の回路を設計するだけであれば、最新技術を盛り込んだ設計ツールを使わなくても何とか設計ができてしまう。ただし、現在の回路設計も、その回路上で動作させる制御ソフトウェアの内容に影響を受けるようになっている。「回路設計のエンジニアは、最適なプリント基板のパターンを作るために、頭の中で機能設計やモデリングに近いことを行っている。図研としては、メカやソフトとい
リレー（2）――その他の構造のリレー
リードSWは図1（a）に示すようにパーマロイ（鉄ｰニッケル合金）などの強磁性体でできた支持体に接点を設け、この構造体を不活性ガス（窒素ガス）が充填（じゅうてん）されたガラスチューブ内に封入したものです。そしてリードリレーは図1（b）に示すようにこのリードSWの外周にコイルを設けた構成になっています。 コイルが通電されて磁束が支持体（強磁性体）を通過すると磁気的吸引力によって支持体同士で引き合い接点が閉じます。もちろん磁束がなくなれば支持体の剛性によって初期状態に復帰します。
電流の流れがリアルタイムで分かるWebベースの 回路シミュレーター Circuit Simulator Applet 使用方法
こんばんは。 今回は前回の記事で少し紹介しましたが、Webベースの回路シミュレーター Circuit Simulator Applet をちゃんと紹介したいと思います。 私はこれをついこの間、本格的に使い始めてみて、えらく感動してしまいました。 とにかく簡単で使いやすい！！ しかも電流の流れが回路中にリアルタイムで表示されて、仮想オシロスコープのような画面も好きなポイントで出せるんです。 これはディスクリート回路を組む時に手探りで抵抗値やコンデンサ容量値を決めるよりも格段に時間短縮できますね。 Webベースなので、iPhone や iPad 、Android 端末からでも操作できます。 ただ、タッチパネルで回路を組むのは至難の業ですが・・・。 いずれにしても、ビギナーからベテランまで、手軽な電子回路確認にとてもお勧めなツールです。 とりあえず、ザッと説明してますが、今後新しい使い方ができた
リレー（1）――リレーとは
前回まではスイッチ（SW）についてその概略の構造と使い方について説明をしてきました。今回からはもう一つの接点部品であるリレーの説明をしていきます。ただし今回取り上げるリレーは接点容量数10ｍAから数Aの、主として電子回路と組み合わせて用いられるリレーです。 リレーとは リレーとは電磁力を利用してSWの接点を駆動するものと考えることができます。電磁力を利用するために電子回路から容易に制御することができ、位置検出用SWなどと共にメカトロニクス部品の一端を担っています。 ただSWの場合は接点の駆動に機械や人の力のような強制的な力が使えましたが、ここで取り上げるリレーの場合には電磁石によるg（グラム）単位の微弱な力しかありません。そのために電磁力に関係する電気的な注意点に加えて機械的な振動･衝撃に対する配慮が必要であり、リレーとしての固有の注意点が生じます。 リレーの用語 リレーはSWの接点を機械
部品選定から低電圧/高電圧回路測定まで - EDN Japan
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。 効率に優れ、安価で小型の電源を設計するエンジニアへのプレッシャーは、以前にも増して強くなっています。電源は、全ての電気製品、電子機器を支えるライフラインです。しかし、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、設計エンジニアには純粋な設計以外にも強いプレッシャーがかかっています。考えなければならないことは数多くありますが、ここでは3つの章に分けて、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ます。 パラメータ以上の特性を得る必要 部品/デバイスメー
パルススキッピングモードの長所/短所とその回避法
[Frank Dehmelt，Application Engineer, Mixed Signal Automotive at Texas Instruments] スイッチモード電源（SMPS）の多くは、出力を制御するために固定周波数制御によるパルス幅変調（PWM）方式を用いています。そして、PWM方式を用いたSMPSの多くは、「パルススキッピングモード」という動作モードを使用しています。 本稿は、パルススキッピングモードとは、どのような状況で使用され、どのような利点や短所があるのかを解説します。さらに、パルススキッピングモードを用いないSMPSを実現する方法も紹介していきます。 パルススキッピングモードを使用するケースは、主に3つあります。 1）低電力モード（LPM） 軽負荷時に、スイッチング損失を減らすために、パルスをスキップさせてスイッチング回数を減らします。 2）ドロップアウトモ
これは便利！ 2端子の発振回路「シリアルオシレータ」
「シリアルオシレータ」という回路をご存じでしょうか。ご存じない方がほとんどでしょう。それもそのはず、筆者が考案したオリジナルのアイデア回路だから仕方ありません。でも、このシリアルオシレータは、単純な発振回路なんですが、とても使い勝手がいいんです。このまま世の中に知られることなく、埋もれてしまうのはもったいないので、読者の皆さんに紹介します。ぜひ、シリアルオシレータを使ってください！ →「Wired, Weird」連載一覧 シリアルオシレータは仮称だが、筆者のオリジナルの発振回路である。30数年前に赤外線センサーの設計を担当している時に、既存の発振回路を改良してこの回路を見つけた。面白い回路なので実用新案で出願してみた。しかし当時はサイリスタ型の発振素子であるUJT（ユニジャンクショントランジスタ）やPUT（プログラマブルユニジャンクショントランジスタ）が花盛りの時期であり、類似回路と見なさ
ブラックボックスのFPGA、基板の回路設計に潜むわな
ブラックボックスのFPGA、基板の回路設計に潜むわな：Wired, Weird（1/3 ページ） 基板の回路図ではFPGAは単なる「ボックス」状のシンボルとしてしか描かれておらず、そこから入出力の情報を読み取ることは不可能だ。しかしFPGAの内部に構築された回路を把握しなければ、入出力の条件は分からないのである。それが障壁となって、不具合のトラブルシューティングを阻んでしまう。 →「Wired, Weird」連載一覧 FPGAの台頭が目覚ましい。筆者は電子機器やその内蔵基板の修理に従事しているが、最近では新規設計の基板を手にすると複数個のFPGAが実装されていることが多い。 しかし、その基板を作る回路設計者の意識は、FPGAの普及に追い付いていないように思える。FPGAのハードウェア特性は、データシートを読み込んでも完全には理解しにくい。まして、基板の回路図ではFPGAは単なる「ボックス」
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