USBポートの状態チェック 消費電力/電圧を測定できる「USB Power Meter」 | 教えて君.net
外付けHDDが上手く動作しない、スマホが充電されなくなった……。それはもしかしたらUSBポートがイカれてるのかもしれない。「USB Power Meter」はUSBポートの性能を測定するチェッカー。電力が正しく供給されているかを測定できるぞ。 「USB Power Meter」は、USBポートの性能の測定器だ。最近のUSB機器のほとんどが、USBから電力も供給されるUSBバスパワー方式。USB機器が正しく動作しない場合、この電力が不足しているケースが非常に多い。 「USB Power Meter」は、USBポートとUSBケーブルの間に設置することで、消費電流/電圧とピーク電流/電圧をチェック。ポートの異常を数値を比較することで、調べられるのだ。 どうも最近、USB機器の不具合が多いと感じたら、このチェッカーで測定してみよう。 ・USB Power Meter
ATX電源の修理 ～1台目～
今回から2回に渡って、PCなどに利用されるATX電源の修理で垣間見た“悪い設計”を実際の修理手順を追いながら、紹介する。今回は、実装設計上の不具合を製造面でカバーしたものの、結局は動かなくなってしまったATX電源を修理する。 →「Wired, Weird」連載一覧 部品の修理業務を始めて、そろそろ1年半が経過した。この1年半で多くの部品の修理を手掛けることができた。修理品にもいろいろあった。不良箇所が明確で簡単に修理できたものや、半月ほど時間をかけてじっくり調査し何とか修理できたもの。全く手に負えなかったものも多数あった。 部品の修理を行うには、事前にその部品の仕様や回路と構造を理解した上で行わないと、かえって修理部品を壊してしまうことがある。このため、修理前に可能な限り部品の情報（マニュアル、回路図など）と依頼先の不具合情報を収集し部品への理解度を高める準備作業が重要だ。 修理品にみる“
レーザーを電力に変換、34％の効率を実現
京セミは、レーザー光を、光ファイバを介して電力に変換するデモンストレーションを行った。変換効率は34％。電気的に完全に絶縁できるので、EMI（電磁干渉）が強い環境下での電力供給に適しているという。 京セミは「InterOpt 2013」（2013年10月16～18日、パシフィコ横浜）で、光給電コンバータIC「KPC8-T」のデモを行った。具体的には、波長が1300～1600nmのレーザー光を電力に変換し、小型の風車を動かすというもの。 KPC8-Tは外形寸法が1mm角で、8個の受光面が直列に並んでいる。光ファイバの中を通ったレーザー光が受光面に当たり、電力に変換される。電気的に完全に絶縁できるので、銅線ケーブルなどのメタル線では困難だった防爆対策が必要なプラント内や、EMI（電磁干渉）が厳しい環境下での給電に適しているという。 KPC8-Tの出力は最大3V、20mAで、変換効率は34％を達
東芝情報システム、スイッチング周波数“24MHz”のDC-DCコンバータを開発
東芝情報システムは、スイッチング方式のDC-DCコンバータとして、24MHzという超高速スイッチング周波数を実現したICの試作に成功した。スイッチング周波数6MHzのICに比べ外付け部品サイズや負荷応答時間を半分に削減できるという。 東芝情報システムは、スイッチング方式のDC-DCコンバータとして、24MHzという超高速スイッチング周波数を実現したICの試作に成功した。高速スイッチング動作により、ICに外付けするインダクタ、コンデンサに従来より半分のサイズのものが使用できるようになり、「電源回路の大幅な小型化が可能になる」（同社）という。 スイッチング方式の電源は、オンとオフのスイッチを繰り返し、オンとオフの時間的な比率を調整して電力を変換する。オン/オフをスイッチする速度（スイッチング周波数）が速ければ、オン/オフの1周期当たりのエネルギーは小さくなる。そのため、スイッチングコンバータI
スマホのUSB給電でノートPCが動作可能に――拡張規格「USB PD」の技術デモ
スマホのUSB給電でノートPCが動作可能に――拡張規格「USB PD」の技術デモ：USB 3.0はさらに2倍速へ（1/2 ページ） USBの規格策定や互換性検証などを行なう普及促進団体USB Implementers Forum（USB IF）は、Intel Developer Forum Beijing 2013において、昨年7月に策定された最大100ワットのUSB給電を実現する拡張規格「USB Power Delivery」（以下、USB PD）の技術デモを披露した。 USB-IFの議長兼COO（Chief Operating Officer）を務めるジェフ・レーベンクラフト氏は「USB PDは、USBの給電量を増やすだけではない。USB PDに対応したデバイス同士であれば、例えばスマートフォンをノートPCの非常用バッテリーとして電力を都合しあえるようになる」とその利便性をアピールする
「これが50～200Wの最適解」、アナログ方式のDC-DC制御ICにマイコンを内蔵
「これが50～200Wの最適解」、アナログ方式のDC-DC制御ICにマイコンを内蔵：マイクロチップ MCP19111 マイクロチップの「MCP19111」は、アナログ方式のDC-DCコンバータ制御ICにフラッシュマイコンを混載した製品である。これを同社はデジタル制御とアナログ制御の“ハイブリッド型”と呼ぶ。電力容量が50～200W程度と中規模の電源回路で、旧来のデジタル制御ICではその自己消費電力が無視できないような用途に向くという。 Microchip Technology（マイクロチップ テクノロジー）は2013年1月29日、電力容量が50～200W程度の電源回路に向けて、8ビットのフラッシュマイコンを混載したDC-DCコンバータ制御IC「MCP19111」を発表し、同日付で量産出荷を開始した。 外付けする2個のパワーMOSFETをPWM信号で駆動し、同期整流方式で出力電圧を生成する、
昇圧型レギュレーターに降圧動作を追加する
SEPICレギュレータには、変換効率や磁性部品の点で欠点がある。そこで、SEPICレギュレータの代わりとして使える回路を提案する。 SEPIC＊1）構成の電圧レギュレーターは、一般に入力電圧範囲の中間電圧を出力するような用途には適していると言えよう。例えば、入力電圧範囲が2.7V～6Vで、出力電圧が5Vのような場合である。しかし欠点もある。1つは、変換効率が降圧型や昇圧型のレギュレーターよりも低いこと。もう1つは、大きくて複雑な磁性部品を必要とするため、回路設計が複雑になることである。 ＊1）SEPICはsingle-ended, primary inductance converterの略でDC-DCコンバーターの回路構成の1つ。入力電圧が変化して、出力電圧よりも高くなっても、低くなっても、一定の電圧を出力できる。セピックと発音する。 図1に、SEPICレギュレーターの代わりとして使える
電池動作機器の電源オンを確実にする
図1は、電池動作機器でよく使われる電源オン／オフ回路の例である。pチャンネルMOSFETであるQ1が電源のスイッチとして動作する。電源オンのボタンであるS1を押すと、Q1のゲート電位が低下する。Q1がオンに転じるので、電池の出力電圧がDC-DCコンバーターに入力される。 電池の出力電圧によって、DC-DCコンバーターは電圧を高く、あるいは低くする。いずれにせよ、マイクロコントローラーに電源電圧VCCを供給する。マイクロコントローラーは電源投入のソフトウエア・シーケンスを経て、汎用入出力ピン（I/Oピン）の1つを論理レベル1に設定する。するとnpnトランジスタQ2が飽和し、電源の投入状態が「確定」する。その後、マイクロコントローラーは電源をオフにする。すなわちマイクロコントローラーはI/Oピンの出力を論理レベル0に変化させる。するとトランジスタQ1はオフ状態に戻る。 この回路は簡単で信頼性が
80年代末期の“亡霊”に注意、現代の修理業務でも遭遇率高し
80年代末期の“亡霊”に注意、現代の修理業務でも遭遇率高し：Wired, Weird（1/2 ページ） 筆者の経験では、電気製品が不良になる原因は十中八九、電源部にある。特にスイッチング電源やモータードライバでは、ある種の部品が共通して問題になる。1988～2000年にかけて製造された電解コンデンサだ。その時期の電気製品が故障したら、これを真っ先に疑ってほしい。今回は、筆者が実際に遭遇した事例を挙げて説明しよう。 →「Wired, Weird」連載一覧 筆者は、警報機器や半導体製造装置のメーカーで回路設計や基板の不良解析を長年にわたって経験した後、今年3月に現職の企業に移った。新しい職場はメカトロニクスの専門商社であり、4月からは電子機器やその内蔵基板の修理業務に従事している。この仕事には、過去の回路設計や不良解析の経験が大いに役立っている。 修理業務のつらい所は、手元に回路図が無い製品で
SMPSアプリケーションの電流モード制御に関する設計上の問題の解決
初期のスイッチモード電源(SMPS)設計では、「電圧モード」動作と呼ばれる標準的な制御方式が使用されていました。これは、ランプジェネレータで電圧コンパレータの一方の入力を駆動し、エラーアンプ/ループフィルタからの誤差信号でもう一方の入力を駆動するというものです(図1)。この結果、電圧誤差信号のみに基づくPWMパルスが出力されます。この方法でも十分動作しますが、この回路には2つの基本的な制約があります。1つは回路の素子を保護する電流制限の機能がないこと、そしてもう1つは入力または出力の過渡応答が遅いことです。 SMPS設計が成熟するにつれて、多くの設計者がより安全な「電流モード」制御と呼ばれるシステムに移行するようになりました。このシステムではランプジェネレータの代わりに、インダクタ電流によって駆動される電流帰還信号を使用します。このシステムでは、インダクタのピーク電流が誤差信号によって直接
USBで100ワットの給電が可能に――仕様策定|標準化動向|トピックス|Computerworld
USBで100ワットの給電が可能に――仕様策定が完了 ノートPCの不格好な電源アダプタ、デバイスごとの専用充電器ともさよならできる日が近づく USB 3.0の標準化組織であるUSB 3.0 Promoter Groupは7月18日、USBを使った新しい給電仕様「USB Power Deliver（USB PD）」の策定完了を発表した。USBバス・パワーで最大100ワットの電力供給が可能になる。これはノートPCやモニタの電源としては十分な容量だ。 USB PDはUSB 2.0、USB 3.0の両方で承認されている。USB PDは、ケーブルをつなぎ直すことなく（ケーブルの方向を変えることなく）送電／受電の方向を切り替えたり、必要に応じて供給する電力量を調整することができるインテリジェントな電源管理仕様である。なおコネクタの形状は従来と変わらないが、100W給電を利用するにはUSB PD対応ケー
住友電気工業、クルマの制御機器の高速・小型化に寄与する圧粉磁心製チョークコイルを開発
住友電気工業は、クルマの電気・電子制御機器向けに圧粉磁心で造ったチョークコイルを開発した（図）。1kHzを超える高周波数域でも、高い動作磁束密度を保つ。動作磁束密度が高いとチョークコイルを小型化できるため、現行のフェライト製チョークコイルを使うよりも制御機器をコンパクトに設計できる。
Analog Devicesがデジタル電源制御ICの機能強化版、適応型デッドタイム制御で効率向上
米Analog Devices, Inc.は、AC-DCコンバータ（スイッチング電源）や絶縁型DC-DCコンバータなどに向けたデジタル電源制御IC「ADP1046」を発売した。同社従来品である「ADP1043A」との端子互換性を確保した。基本的な機能は、従来品と同様だが、複数の新機能を搭載している。主な新機能は三つある。一つは、電源電圧変動に対する過渡応答特性を高める電圧フィードフォワード機能。二つめは、ループ応答特性を改善し、出力雑音を低減する専用の制御ループ。三つめは、変換効率を高める適応型デッドタイム制御機能である。具体的なアプリケーションとして、サーバーやストレージ機器、ネットワーク機器、通信インフラ機器などを挙げている。
【デジタル電源・座談会（中）】メリットは高効率化と小型化、デメリットは？
デジタル制御電源のエキスパートの方々をお招きした座談会の第2回目をお届けする（第1回目はこちらから）。出席者はベルニクス 代表取締役社長の鈴木正太郎氏、TDKラムダ 取締役 チーフ・テクノロジー・オフィサーの前山繁隆氏、日本テキサス・インスツルメンツ（TI） 営業・技術本部 応用技術部の財津俊行氏の3名。前回から引き続き、デジタル電源制御のメリットについて議論した。（司会：山下勝己＝テクニカル・ライター） 高効率化や低コスト化も可能 ――デジタル制御を適用することで、低コスト化や高効率化、小型化などを実現できるのですか。それともできないのですか？ 財津 実現可能だと思います。デジタル・インタフェースの話は置いておいて、フルデジタル制御電源、すなわち制御系のデジタル化のメリットについて話したいと思います。 制御系をデジタル化することのお客さんに対するメリットは、スイッチを正確なタイミングで打
コンピュータアーキテクチャの話(244) 電源電流の変化量
直流の場合は電源電流の変化がそのままDC-DCコンバータの出力電流の変化量であるが、周波数領域でのインピーダンスを考える場合は、それぞれの周波数でどの程度電流が変化するかが問題になる。しかし、プロセサの電流は、どのようなプログラムを実行するかで変わり、例えば、プロセサクロックで4サイクルで実行出来る短いループを廻っているときは、クロックの1/4の周波数成分が多くなるというように実行状態で周波数成分は変化する。 これに関して、IntelのVoltage Regulator Module 11.1のデザインガイドでは次のように述べられている。 一般にプロセサの消費電力と言われているものは、Intelの定義ではThermal Design Power(TDP)であり、プロセサチップの冷却系を設計するときに、これだけの発熱を考慮する必要があるという電力である。この電力は温度が変化するミリ秒かそれよ
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【後藤弘茂のWeekly海外ニュース】 IntelがISSCCで15コアのIvytownやHaswellのFIVR技術などを発表
【後藤弘茂のWeekly海外ニュース】 Haswellの省電力技術が見えてきたISSCC
Linear Technology、デジタル・インタフェースとEEPROMを集積した降圧型DC-DCコンバータ制御ICを発売
【後藤弘茂のWeekly海外ニュース】 モバイルSoCにおけるダークシリコンの呪縛
USB DACキット開発記 第1回:USB DACを作るにいたったワケ -AV Watch