新幹線「N700S」に電圧維持ソフト搭載するＪＲ東海の期待 ニュースイッチ by 日刊工業新聞社
ＪＲ東海が走行中の新幹線の電圧低下を抑えるソフトウエアを東海道新幹線「Ｎ７００Ｓ」の営業車両に搭載し、機能確認試験を実施している。予定していた２０編成への搭載を９月末までに完了しており、これまで順調に試験を続けている。試験は２０２３年２月まで実施。結果を受けて他のＮ７００Ｓにも本機能の搭載を広げていく考えだ。 もともと新幹線は走行中に電圧が低下する課題があり、沿線の変電所内に「電力補償装置」を設置することで、電圧を維持していた。東海道新幹線は需要の高まりにより、運行本数がピーク時には３分間隔と山手線並みにまでダイヤが過密化しており、これに合わせて設備を増強しつづけた結果、現在は沿線に２１台を設置しているという。 ＪＲ東海総合技術本部技術開発部電力技術チームの久野村健チームマネージャーは、同装置は変電所の敷地内に設置するため、「設置には限界がある」と指摘する。維持管理などのコストも負担となっ
停電が常態化する国へ 日本でEV社会実現は夢のまた夢
10年ほど前の話だが、日本の大手企業の本社ビルが突然停電する事故にあった。その時事務所にいた社長から後ほど聞いた話だが、停電した瞬間に誰も仕事できなくなったそうだ。社長は「昔は、パソコンもインターネットもなく仕事をしていたはずだけど、年配社員もどうやって仕事をしていたのか思い出せないのだろう」と嘆いていた。 日本では停電は災害時を除けばまずないが、途上国では話は別だ。筆者がアフリカ西部の米国系の高層ホテルにチェックインした時に、部屋が停電していたことがあった。エレベーターなどの電源は自家用発電機で確保していたが、能力が足りず部屋の電気まで供給できなかったのだろう。 年明けから頻繁に行われている電力融通 電気なしでは何もできない時代だ。例えば、昔の黒電話は停電時も使えたが、今の電話は電源がないと動かない。電気がなければ、無事に着いたことを知らせることもできない。インターネットが使えなければ仕
｢原発45基分を洋上風力で発電｣日本政府の大胆な目標に海外勢がヨダレを垂らすワケ 外資参入を規制できない制度設計
火力発電に変わる主力電源として、洋上風力への関心が高まっている。「EnergyShift」発行人の前田雄大さんは「政府は洋上風力を『切り札』と位置付け、巨額投資を計画している。しかし、海外企業の絶好の狩り場になる恐れがある」という——。 「主力電源の切り札」日本の洋上風力に迫る危機 昨年10月、菅義偉首相（当時）が「2050年カーボンニュートラル宣言」を行い、「2050年までに、温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする」という政府目標を掲げた。だが日本の電源構成は火力発電が全体の7割超を占める。カーボンニュートラルの実現には、火力への依存度を下げ、再生可能エネルギーの普及が不可欠だ。 ただし太陽光でその電力全てを賄うには日本の国土は狭く、山林だらけであるため限界がある。また、サプライチェーンも中国に支配され、日本勢が割って入れないという致命的な弱点がある。そこで政府が注目したのが「洋上風力
脱炭素社会の発電「小型原子炉」は選択肢か | NHK | WEB特集
「私たちの原子炉が提供するのは、はるかに異なるレベルの安全性です。福島の事故のすべての教訓も、設計に役立てました」 インタビューに対し、こう強調したのは「小型原子炉」の開発を進める、アメリカのスタートアップ企業の創業者です。 小型原子炉とは、いま多くの国が開発に力を入れている新型の原子炉。 気候変動を食い止めるための脱炭素化が世界的に求められている中、私たちが使う電力を作る選択肢となり得るのでしょうか。（国際部記者 田村銀河） 壁一面にモニターが並ぶ制御室。アメリカ西部・オレゴン州に本社を構えるスタートアップ企業「ニュースケール」のシミュレーションルームです。ここでは建設が予定されている小型原子炉の運転のシミュレーションが繰り返し行われています。 小型原子炉とは、出力が比較的小さい原子炉のことです。IAEA＝国際原子力機関の定義では出力が30万キロワット以下とされ、従来のものに比べると3分
ワインセラー用の海外製電源の修理（後編）
図2で一次側の整流回路が約28Ωで短絡していた。直列接続のトランジスタが2つとも短絡しているようだ。基板に実装された整流回路の部品をテスターで調べたら整流用のダイオード2個とトランジスタ2個の短絡が確認できた。赤四角で示した残り2個のダイオードも外した方が良かったかもしれない。また基板のハンダ面に『0757-83835908』の基板の番号が読めた。不良部品を外した基板と外した部品の写真を図3に示す。
なぜ？ 放置されてしまった低レベルな設計ミス
⇒連載「Wired, Weird」バックナンバー 今回は国内大手メーカー製温調器の不具合解析に関する報告だ。今まで多種類の温調器を修理してきたが、過去に修理した温調器の中にも同じ設計ミスが隠れていた。 修理を依頼された温調器の同機種は5回以上修理しているが、通電して動作を確認したら正常だった。カバーを開け過去の修理で不良があった電源基板の電解コンデンサーを確認したが、特に目につく不具合はなかった。顧客から「電解コンデンサーを交換するように」という申し送りがあった。動作は正常で不具合は見当たらないのに「なぜ、このような依頼があるのか」と、少し疑問を感じた。もしかしたら今まで気づいていない不良が隠れているかもしれない。 疑問を感じたので、電源基板に実装されている全ての電解コンデンサーの動作を詳細に確認した。その結果、予想外の設計ミスが見つかった。まずは電源基板のハンダ面の写真を図1に示す。なお
電解液でひどく腐食した片面基板の修理【後編】
⇒連載「Wired, Weird」バックナンバー 電解コンデンサーから強アルカリの電解液が漏れた片面基板の修理の続きを報告する（【前編】はこちらから）。基板の動作確認ができるように本体部も一緒に送ってもらった。修理依頼された機器は専用機器のローターを駆動する制御器だった。本体の写真を図1に示す。 1980年ごろの標準構成 図1の中央には大きなトランスがあった。ベース部の金属板にはダイオードブリッジとトランジスタが固定され放熱されていた。スイッチング電源は使用せずトランスで制御電源と駆動電源の2つの電圧を生成し、ダイオードブリッジとコンデンサーで整流して、レギュレーターで15Vの電圧を生成していた。この電源構成は1980年ごろの電気製品の標準構成だ。 ノイズが少ないのでアナログ機器には最適な電気設計だった。しかしケースは密閉されていて内部の放熱は考慮されていなかった。 図1左上に赤四角で囲っ
電解液でひどく腐食した片面基板の修理【前編】
図1をよく見ると3端子デバイス（レギュレーター）の放熱板にクラックが入っていた。恐らく熱破損だろう。 レギュレーターと隣の1000μFの電解コンデンサーの距離が近すぎるため、電解コンデンサーの温度も上がっていると思われた。基板のハンダ面の写真を図2に示す。 図2のようにハンダ面のパターンが腐食していた。特に電解コンデンサー周辺のパターンがひどく腐食し、マイナス端子付近の銅箔が溶けレジストがなくなっていた。使用されていた電解コンデンサーは、マイナス端子から強アルカリ成分の液が漏れる4級アンモニウム塩の電解コンデンサーだった。またクラックがあった3端子ICは15Vのレギュレータだった。 図1と図2の写真を見て違和感を覚えた読者がいたら、その観察力を褒めたい。なぜ違和感があるかというと、図2はハンダ面を左右反転して回路のパターンが分かりやすいように画像加工したからだ。この配置にすれば、基板上の部
48V分散型電源アーキテクチャの利点とは
48V分散型電源アーキテクチャの利点とは：48Vマイルドハイブリッドの課題解決につながる？（1/2 ページ） 自動車の電動化で多くのメーカーが採用する48Vマイルドハイブリッドシステムは、CO2排出量を削減しながら、パフォーマンスと機能を同時に向上できるというメリットがある一方で、さまざまな課題もある。今回、その課題解決が期待できる「48V分散型電源アーキテクチャ」について解説する。 利点とともに課題も多い「48Vマイルドハイブリッドシステム」 自動車、トラック、バスおよび電動二輪車のメーカーは、内燃機エンジンのCO2排出量を削減するために、急速に電動化を進めています。電動化には多くの選択肢がありますが、その中でも、多くのメーカーがフルハイブリッドパワートレインではなく、48Vのマイルドハイブリッドシステムを選択しています。 マイルドハイブリッドシステムでは、従来の12Vバッテリーに加えて
DC-DCコンバーターの信頼性（3）信頼性設計とPCBレイアウトの考慮事項
部品の定数やトポロジー、仕様などの長寿命を念頭において適切に選ぶことで、電源に信頼性設計を入れ込むことができます。主要な設計基準は、正しい部品仕様を選ぶこと、十分にテストされた回路トポロジーを使うこと、予想される電気、熱、環境ストレスを設計段階で考慮に入れることです。 さらに、信頼性設計をする上で最も大事なことの1つは、電源を製造時に簡単かつ包括的に試験できるようにすることです。これは、電源が正常な動作範囲で動作することを保証するために、波形や電圧、温度をチェックするための物理的手段を備えておくということです。許容限界に近い値や「正しいように見えない」波形が1つでもあった場合、コンバーターがデータシートの仕様に合致していたとしても、寿命も合致するとは限りません。 前回述べたように、高温は長寿命と信頼性の敵です。各部品にはメーカーによって決められた最大動作温度がありますが、構成のしっかりした
車体制御用レギュレーターの一掃を狙う超小型DC-DC
車体制御用レギュレーターの一掃を狙う超小型DC-DC：最大36V入力、600mA出力（1/2 ページ） トレックス・セミコンダクターは2019年11月1日、車載ICの品質規格である「AEC-Q100」に準拠した最大入力電圧36Vの同期整流降圧DC-DCコンバーターとして「世界最小」（同社）をうたう「XD9267／XD9268シリーズ」を発表した。主に車体制御システムなど従来電源ICとしてレギュレーターを使用していた用途に向けて提案を行う。 トレックス・セミコンダクターは2019年11月1日、車載ICの品質規格である「AEC-Q100」に準拠した最大入力電圧36Vの同期整流降圧DC-DCコンバーターとして「世界最小」（同社）をうたう「XD9267／XD9268シリーズ」を発表した。主に車体制御システムなど従来電源ICとして出力100～200mAクラスのレギュレーターを使用していた用途に向けて
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
ポイントは“負電源” ―― 高性能温度調整器の修理
国内の著名なメーカーが製造した高性能温度調節器（以下、温調器）の修理依頼があった。修理依頼書には『故障』とだけ記載されていた。今までさまざまなメーカーの温調器を修理してきたので、直せる自信はあったが、この機種は初めて修理するものだった。今回はこの温調器の修理の様子を報告する。 ⇒連載「Wired, Weird」バックナンバー 国内の著名なメーカーが製造した高性能温度調節器（以下、温調器）の修理依頼があった。修理依頼書には『故障』とだけ記載されていた。今までさまざまなメーカーの温調器を修理してきたので、直せる自信はあったが、この機種は初めて修理するものだった。今回はこの温調器の修理の様子を報告する。 「Err2」と「Fail」が点灯 まずは修理を依頼された温調器のパネル内側に取り付けられていた基板の写真を図1に示す。写真には温調器のメーカーや製品名が分からないよう配慮している。
ダイヤモンドエレクトリックホールディングス株式会社| DIAMOND ELECTRIC HOLDINGS
当社は「ものづくりを通じてお客様の発展に寄与し、信頼を積み重ね、社会の豊かさに貢献する」という経営理念のもとエネルギーの利活用に長じた持続可能な社会の実現に貢献する「ものづくり企業」です。
基板占有面積業界最小クラス（当社従来品比40%減） 小型モバイル機器向け バッテリー接続用コネクタ開発
基板占有面積業界最小クラス（当社従来品比40%減） 小型モバイル機器向け バッテリー接続用コネクタ開発 当社は、小型モバイル機器向けにバッテリー接続用FPC対基板コネクタ「FBシリーズ」の新製品として「FB-10シリーズ」を開発しました。 近年の小型モバイル機器市場において、バッテリー接続用コネクタは、より一層の小型化が要求されています。本製品は省スペース化をコンセプトに当社独自構造を採用。嵌合高さ0.6mm、外形サイズ1.7mm（幅）x 3.2mm（奥行き）、基板占有面積は当社従来品比で40%以上の省スペース化（注1）を実現しております。 加えてバッテリー多機能化による信号極数増加のニーズに対応するため「FB-7シリーズ」の信号極2pinから4pinに多極化しました。 また、端子とホールドダウンには独自のロック構造を採用しており、小型・低背に加えて高い抜去力を実現しました。 （注１）当社
パスコンの都市伝説
バイパスコンデンサの都市伝説 はじめに 近年の部品実装の高密度化や動作クロックの高速化に伴い、バイパスコンデンサの役割はますます重要になっています。 しかし、なぜか未だに「バイパスコンデンサはIC1個に付き、0.01～0.1μFを1個入れる」と信じている方が大勢いる様です。 今回はこの「0.01～0.1μFを1個入れる」について調べてみました。例によって「信じる信じない」は自己責任で御覧下さい。 画像は1980年頃のデジタル基板。この頃から肌色のコンデンサに変わって、青色のコンデンサを主流になった気がします。 バイパスコンデンサは何故0.01～0.1μFなのか？ デジタル回路はIC１個に付き、パスコンを１個入れましょう 沢山のICを組み合わせて回路設計をする様になった1970年代以降、IC数個に付き１個、できればIC1個に付き1個のパスコン（バイパスコンデンサの略、以下同様）を入れると動作
Jackery ポータブル電源 400
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絶縁シートの熱履歴が物語る、電源の不良原因
⇒「Wired, Weird」連載バックナンバー一覧 DC12V出力のスイッチング電源の修理依頼があった。症状には『DC12V電源が安定しない。電圧が降下する。内部に焼けた痕跡がある』と記載されていた。非常に珍しい部品が焼けたために、不良部品がすぐに特定でき、電源を修理することができた。今回は、電源の絶縁シートの熱履歴で不良箇所を特定できた修理例を紹介する。 まず、送られてきたスイッチング電源の写真を図1に示す。 電源の右上（図1で赤四角で囲った部分）の一次側のチョークコイルの金属カバーが変色しているようだ。その左側の電解コンデンサー（赤丸で囲った部分）の変形も怪しい。不具合現象とこの写真を見て不具合箇所が分かるだろうか？もし、分かれば、電源修理のプロといえるだろう。筆者は図1で不具合箇所を推定し、それを確認するため基板を取り出した。図2に示す。
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再生エネ、険しい実現性 30年度に36～38%の計画 - 日本経済新聞
