回路設計
回路設計の各プロセスに最適なソリューションを
提供致します。

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回路設計

基礎研究からアプリケーション開発まで回路設計(トポロジーから詳細設計まで)をご提案、
アナログ回路からパワーエレクトロニクス分野まで様々な回路方式に対応可能です。

3つの特長

特長 1
抽象的な要件を仕様化します。
特長 2
アナログ、デジタル、アナログ・デジタル混在、パワーマネジメント、
制御、センシング、エナジーハーベスト、高周波回路
まで対応します。
特長 3
SPICEを中心としたモデルベース開発により回路提案します。

お取引のプロセス

  • 1
    ヒアリング
    抽象的から具体的な仕様まで、回路設計技術者がヒアリングします。
  • 2
    ブロック図
    回路機能をブロック図で表現し、キーデバイス選定も含めご提供します。
  • 3
    回路提案
    SPICEによる根拠ある回路提案します。
  • 4
    回路設計
    回路図・BOM(部品表)をご提供します。
  • 5
    試作回路基板
    実際に動作する試作基板をご提供します。

回路設計事例

  • -マイクロコントローラによる電源回路
  • -擬似共振電源回路
  • -PFC回路
  • -モーター制御回路
  • -二次電池アプリケーション回路
  • -LEDドライブ回路
  • -センシング回路
  • -インバータ回路
  • -メガソーラーシステム回路
  • -環境発電回路
  • -FCC回路
  • -RCC回路
  • -降圧チョッパ回路
  • -昇圧チョッパ
  • -昇降圧チョッパ回路
  • -フライバック回路
  • -フルブリッジ回路
  • -ハーフブリッジ回路
  • -プッシュプル回路
  • -CUK回路
  • -SEPIC回路
  • -ZETA回路
  • -絶縁CUK回路
  • -電圧共振回路
  • -電流共振回路
  • -E級共振回路
  • -複共振回路
  • -アクティブクランプ回路
  • -位相シフト回路
  • -同期整流回路
  • -マルチフェーズ回路
  • -三相フルブリッジインバータ回路
  • -マイクロコントローラによる制御回路
  • -液晶表示制御回路
  • -ワイヤレス給電回路
  • -電波発電回路
  • -IMUセンサーを活用した位置推定回路
  • -RTK-GNSS応用回路
  • etc

試作回路基板事例1 ワイヤレス給電+データ転送回路

電力供給が困難な場所にワイヤレス給電により電力を供給し、さらにセンシング情報を任意のチャンネルで受信できるシステムです。

試作回路基板事例1:ワイヤレス給電+データ転送回路

【特徴】

  • ・配線が使用できない環境で構築が可能
  • ・データ送信側の基板は、高さなどの制約に考慮(例:高さ制限が4mm)
  • ・最適なアンテナマッチング
  • ・データ転送は任意のプロトコルで取得可能
  • ・基板に保護膜生成で耐熱性や耐久性が向上

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試作回路基板事例2 Raspberry PiのカスタムHATの製作

Raspberry Pi に標準装備されたいないAD 回路、絶縁電源回路、センシング回路等を外付け回路でHAT 上で展開する事が出来ます。

試作回路基板事例2 Raspberry PiのカスタムHATの製作

【特徴】

  • ・HAT 内で微小信号を必要な信号まで増幅する事が出来ます。
  • ・信号を絶縁して入力する事が出来ます。
  • ・内部電源ではなく、HAT 内に高精度電源を外部に追加する事が出来ます。
  • ・電源回路を絶縁する事で、電源ラインを安定化することが出来ます。
  • ・必要な入力チャンネル分を増設出来ます。

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試作回路基板事例3 太陽電池などの環境発電で得た電力を安定供給するための電源回路基板

コイン型リチウム電池で動作する電子機器をエナジーハーベストで3[V] 動作させることが可能です。

試作回路基板事例3 太陽電池などの環境発電で得た電力を安定供給するための電源回路基板_1
試作回路基板事例3 太陽電池などの環境発電で得た電力を安定供給するための電源回路基板_2

【特徴】

  • ・太陽電池などの環境発電からの入力を安定化して出力します。
  • ・太陽電池の最大電力を抽出する最大電力点制御(MPPC) 機能を搭載しています。
  • ・入力電圧範囲(2.42V ~15V) が広いです。
  • ・必要に応じて、電気二重層キャパシタ(EDLC) を最大6 個まで実装可能です。
  • ・これらの機能をベースにカスタマイズできます。

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試作回路基板事例4 充電機能付き出力48V電源回路基板

通信機器や車載電源、PoE 用電源などで使用されるDC48V を出力できる電源回路基板の製作

試作回路基板事例3 太陽電池などの環境発電で得た電力を安定供給するための電源回路基板_1
試作回路基板事例3 太陽電池などの環境発電で得た電力を安定供給するための電源回路基板_2
試作回路基板事例3 太陽電池などの環境発電で得た電力を安定供給するための電源回路基板_3

【特徴】

  • ・通信機器分野、車載電源、PoE 用電源の用途。
  • ・AC アダプターDC5V 入力で充電回路と昇圧回路が稼働します。
  • ・Li-Po 及びリチウムイオン電池1セルを12 セルまで充電できます。
  • ・Li-Po 及びリチウムイオン電池を入力源として、DC48V を安定的に出力できます。
  • ・これらの機能をベースにカスタマイズできます。

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試作回路基板事例5 RFハーベスティング回路基板の製作

SPICE シミュレーションを駆使し、基本設計を行い、アンテナの最適化設計も含め、回路設計を行い、基板設計も含め高性能を実現

試作回路基板事例3 太陽電池などの環境発電で得た電力を安定供給するための電源回路基板_1

SPICE シミュレーションで基本設計検証を実施

試作回路基板事例3 太陽電池などの環境発電で得た電力を安定供給するための電源回路基板_3
試作回路基板事例3 太陽電池などの環境発電で得た電力を安定供給するための電源回路基板_2

基本的にWISP 構成です。アンテナとインピーダンス整合部品、RF 信号から電力を回収するハーベスティング回路、WISP に送られたデータを抽出する復調器、WISP からデータを送信する変調器、電源IC、マイコン(MSP430) から構成されています。

【特徴】

  • ・SPICE シミュレーションを活用した基本回路動作の検証を実施。
  • ・アンテナの最適化とインピーダンス整合部品の最適な選定を行います。
  • ・RF 信号から電力を回収するハーベスティング回路設計をおこないます。
  • ・必要に応じてMCU のプログラミング開発も行います。
  • ・これらの機能をベースにカスタマイズできます。

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試作回路基板事例6 電子負荷回路基板の製作

電子負荷条件に応じたカスタム仕様要件に対し、最適化設計も含め、回路設計を行い、基板設計も含め高性能を実現

LP5_電子負荷回路基板の製作

お客様の電子負荷の仕様要件を実現する為の回路設計、基板設計を実施致します。大電流の場合、スイッチングデバイスのDC ファンの空冷を考慮し、必要であれば、ヒートシンクの設計・製造を行い、安定した機能を実現させます。

【特徴】

  • ・安全性を考慮した回路設計を実施します。
  • ・大電流を考慮した基板設計のレイアウトを検討し、機能を実現させます。
  • ・スイッチング素子のヒートシンクを必要に応じて、設計・製造します。
  • ・スイッチング素子の発熱状況に応じて、DC ファンの空冷を検討致します。
  • ・筐体設計・製造も行います。

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試作回路基板事例7 クアッドAPDアンプ回路基板の製作

クアッドAPD( アバランシェ・フォトダイオード) のアンプ回路を電源回路も含め、回路設計を行い、基板設計も含め高性能を実現

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お客様の仕様要件のAPD 回路を実現する為の回路設計、基板設計を実施致します。単体APD からクアッドAPD まで対応します。必要に応じて、SPICE シミュレーション検証を行います。APD 電源は、温度対応しています。

【特徴】

  • ・単体APD からクアッドAPD まで対応しています。
  • ・回路機能の検証は、SPICE シミュレーションで検証しています。
  • ・基板レイアウトは、最適化し、高性能を実現しています。
  • ・アンプ回路の電源は、絶縁電源回路を採用し、低ノイズを実現しています。
  • ・APD 電源回路は、温度を検出し、安定した電源供給をしています。

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技術マップのご案内

技術マップをマインドマップで表現しました。モデルベース開発、 SPICE シミュレーションにて確度の高いデザインを実施し、試作 回数を削減し、商品開発時間の短縮に貢献致します。

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アナログ回路設計から、組み込み技術を駆使したシステム化まで、一貫して、キーデバイスの選定、回路設計から 基板製造まで、ご対応致します。また、筐体設計を含む最終的なインターフェースを含むプロトタイピングをご提供 致します。先ずは、御相談下さい。

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技術のロードマップのご案内

Covid-19 の環境下において非接触技術のロードマップを示します。 「1D-TOF のアプリケーション開発」、「ハプティクス技術」、「データ 伝送を含むワイヤレス給電開発」に注力し、開発を推進しています。

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上記3 種類のアプリケーション回路開発をすることで、長期化するCovid-19 環境下に必要となる技術開発を推進して います。上記の技術と御社の技術の組み合わせにより、お客様に高付加価値をご提供致します。まずは、御相談下さい。

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MUセンサーを活用した位置推定

IMU センサーを活用した小型携帯回路基板を製作し、GPS を採用出来ない制約環境にて、位置推定を実現致しました。

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ハードウェアの構成

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ソフトウェアの構成

・IMU センシングデータ取得
・センシングデータのスケール化
・スケール化したデータを実単位にする
・角速度を数値積分して、姿勢角(4 元数) を算出する
・姿勢を使って、加速度ベクトルを座標変換する
・ダウンサンプリングにより、データ点を減らす
・姿勢誤差を減らす為にフィルタリングを行う
加速度の数値積分による位置推定( 座標データの取得)

【特徴】

  • ・GPS が採用できない制約環境下の場合、IMU センサーの活用で位置推定を実現しています。
  • ・回路基板に供給される二次電池の容量考察をSPICE シミュレーションで検証しています。
  • ・位置推定のアルゴリズムをノイズ除去も含め、GNU Octaveで実現しました。

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1D-TOFセンサーを活用した距離測定

1D-TOF センサーを活用した回路基板を製作し、確度の高い距離測定 を実現しました。非接触デバイスであり、太陽光の影響を受けにくい デバイスとして、注目されています。

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1D-TOF センサーから取得されるRAW データをMCU にて処理し、距離を表示器に表示します。1D-TOF センサーは 9 個まで認識出来ます。その距離の数値情報を出力デバイスに反映させます。太陽光の影響を受けにくいデバイスの 為、室内での非接触システムでの採用が増えています。

【特徴】

  • ・1D-TOF センサーを活用し、確度の高い距離測定を実現します。
  • ・太陽光の影響を受けない為、光デバイスよりも優れています。
  • ・COVID-19 対応の室内の非接触システムとして優れています。
  • ・1D-TOF センサーデバイスは、9 個まで搭載出来ます。
  • ・MCU にて距離計算結果にて出力命令を指示することが出来ます。

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携帯型超小型恒温槽の製作

携帯可能なバッテリー駆動で動作するペルチェ素子にて温度制御が 出来る回路基板を製作致しました。恒温槽は溶液に影響度合が 少ないリン青銅板を採用し、4X6X3mm の恒温槽を製作しました。

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【特徴】

  • ・ペルチェ駆動素子への安定した電流駆動回路を採用しています。
  • ・Li-Ion 電池出力から安定した昇圧回路を実現しています。
  • ・恒温槽内の溶液温度を任意に設定できます。
  • ・実験室では、USB Type-C から給電し、フィールドワークでは電池駆動で稼働。
  • ・溶液の成分内容を考慮し、リン青銅板を採用し、超小型金属加工を実現。

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回生電力によるDCモータ駆動回路の製作

発電モーターの回生電力を電源とするDC モータ制御駆動回路を製作 しました。回生電力は、EDLC( 電気二重層キャパシタ) に蓄電され、 供給電力の不足分は、CR2032 の一次電池から供給されます。

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【特徴】

  • ・発電モータは並列で複数個使い、回生電力として電源供給出来ます。
  • ・回生電力は、最大4 個までEDLC( 電気二重層キャパシタ) に蓄電出来ます。
  • ・DC モータ駆動は、MCU でPWM 制御され、動作出来ます。
  • ・メンテナンスフリーを想定したシステムです。
  • ・MCU のプログラムの更新をしやすくする為のインターフェースを採用しています。

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ブリッジ回路入力増幅回路の製作

熱電対ブリッジ回路入力から、必要な電圧レベルまで出力します。 最適な差動増幅回路を実現するキーデバイス選定も含め、ゼロ点 調整回路も付加し、小型回路基板で実現させています。

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【特徴】

  • ・熱電対の種類に応じて、ブリッジ回路の構成を選択できます。
  • ・差動増幅回路は正負電源を採用し、キーデバイス選定も含め、デザインします。
  • ・アナログ回路の確度向上の為、試作前にSPICE シミュレーション検証致します。
  • ・ニーズに応じて、運用しやすいコネクタを選定致します。
  • ・Gain 調整及びゼロ点調整機能にて、応用範囲の広い回路を実現していま。

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高精度正負絶縁電源回路の製作

回路実験要の高精度の正負絶縁電源回路をご提供致します。 入力電圧は、5V のAC アダプターを採用しています。出力電圧は、 正負5V,10V, 12V, 15V です。出力電圧は、カスタマイズ出来ます。

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【特徴】

  • ・回路実験のオペアンプの電源供給(VCC 及びVEE) に最適化されています。
  • ・チャンネル毎に絶縁トランスを採用しています。
  • ・チャンネル毎にGND が独立しています。
  • ・電源ラインのノイズ低減の為、絶縁電源方式を採用しています。
  • ・出力正負電圧は、チャンネル追加、正負電圧値変更等、カスタマイズ可能です。

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Li-Ion電池突入電流防止回路の製作

Li-Ion 電池が入力電源の場合、Li-Ion 電池と回路の間に、突入電流 防止回路を配置することで、回路を保護することが出来ます。 また、チャタリングも回避することが出来ます。

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【特徴】

  • ・Li-Ion 電池(2 次電池) から突入電流を防止し、回路を保護します。
  • ・電源入力のソフトスタートを実現しています。
  • ・Li-Ion 電池の構成セルによるWin に応じて基板レイアウトを工夫しています。
  • ・入力電流を考慮したディスクリート部品で構成し、SPICE で検証しています。
  • ・小型化(40mmX36mm) を実現しています。

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パネル駆動回路製作とBLE通信でスマホ連携

透明と白濁の切り替えができる「機能性液晶フィルム」を二次電池 から電源供給し、AC 信号で駆動制御を行っています。BLE 通信で スマートフォンからも制御を実現しています。

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【特徴】

  • ・回路実験のオペアンプの電源供給(VCC 及びVEE) に最適化されています。
  • ・チャンネル毎に絶縁トランスを採用しています。
  • ・チャンネル毎にGND が独立しています。
  • ・電源ラインのノイズ低減の為、絶縁電源方式を採用しています。
  • ・出力正負電圧は、チャンネル追加、正負電圧値変更等、カスタマイズ可能です。

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GPS測位データをLTE通信でクラウド連携

GPS 測位データをLTE 通信にてクラウドに送信する回路基板です。 電源は、乗用車、トラックの鉛蓄電池の12V 及び24V から供給可能 です。回路基板内のデータ通信は、MCU 連携で実現しています。

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4 層回路基板にて小型化(75mmX90mm) を実現しています。


【特徴】

  • ・鉛電池(2 次電池)12V、24V から電源を安定的に供給します。
  • ・LTE 通信モジュールは、お客様の使用地域に最適なキャリアを採用しています。
  • ・GPS モジュールの為に1 次電池を採用しています。
  • ・クラウド連携は、多種多様な通信方式から最適な方法をご提案しています。
  • ・回路基板内のデータ通信は、MCU 連携を実現しています。

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生体信号検出回路の製作

3 種類の生体信号を検出し、GPIO に入力する為の信号処理を行う。 定常状態に達する時間を最短にし、Ip-p=10m[A] の正弦波から 直流電圧に変換する。また、高速レベル変換及びV-I 変換回路を含む。

LP18

外部にオペアンプ用の高精度正負電源を使用しています。


【特徴】

  • ・電圧- 電流変換を行い、人体にマイクロアンペアの電流を印加する。
  • ・人体からフィードバックされる信号を必要に応じてゲイン調整する。
  • ・生体信号を検出し、MCU 及びCPU で処理できるレベル変換を行う。
  • ・回路機能の安全性を考慮し、SPICE シミュレーションで事前に複数回検証する。
  • ・信号処理において、定常状態に達する時間の仕様要件を実現しました。

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トルクセンシング回路の製作

同期検波回路と差動増幅回路で構成された回路基板です。任意に 増幅度は調整可能でMCU にデータを受け渡します。回路基板の 形状は、お客様の仕様に合わせ、高密度実装基板を実現します。

LP19

回路基板( 裏面) は、TOP View になります。


【特徴】

  • ・同期検波回路は、信号源も含めSPICE で検証しました。
  • ・差動増幅回路は、増幅度も含めSPICE で検証しました。
  • ・トルクセンサーの取付場所に考慮した高密度実装基板を実現します。
  • ・回路基板の部品配置は、基板の外形寸法図(DXF) から行います。
  • ・基板設置の部品干渉検証が必要な場合、3D で部品配置のイメージを作成します。

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ディストリビュートドライブ回路の製作

特殊真空デバイスのドライブ回路を製作しました。リアルタイムに デバイスの各端子の電流値(Ig 及びIC) をセンシングし、MCU にて、 条件分岐された数式から最適なドライブ条件にて駆動させます。

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【特徴】

  • ・特殊真空管デバイスに最適駆動のアルゴリズムを構築しました。
  • ・最適なドライブ条件をデバイスの状態に応じて、リアルタイム処理をしています。
  • ・高速計算させるために、条件分岐にて、数式で処理しています。
  • ・MCU の組み込みプログラミングの為の簡易デバック装置を用意しました。
  • ・MCU のプログラムは、お客様自身で変更可能なパラメータで対応しました。

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圧力センシング回路の製作

圧力センシングを精度よく取得する為、計装アンプの差動アンプを 採用し、必要な増幅を行い、ADC 経由でMCU で処理します。 環境センサーも追加可能であり、LCD を搭載しました。

LP21

【特徴】

  • ・最適な計装アンプを選定し、精度良くセンシング可能です。
  • ・必要に応じて、高精度電源回路を内蔵可能です。今回は、4 系統です。
  • ・MCU にて最適な計算処理ができるプログラムを実装しています。
  • ・更に必要に応じて、センサーデバイスを追加出来ます。
  • ・LCD にて数値データを把握することが出来ます。

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CNGインジェクション駆動回路の製作

回路設計を精度よく行う為、回路モデリングを行い、SPICE で解析し 最適解を求めました。CNG インジェクションは、等価回路モデルを 採用し、駆動素子の動作を試作前に検証し回路基板を製作しました。

LP22_1
LP22_2

【特徴】

  • ・キーデバイスの選定をSPICE にて検証し採用しています。
  • ・回路モデリングを行い、過渡解析を中心に評価しています。
  • ・CNG インジェクションは、等価回路モデルを採用。
  • ・駆動素子の選定もSPICE 解析にて最適選定しています。
  • ・電流を考慮した回路基板を設計、製造しました。

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MCU制御信号回路(鉛蓄電池充放電)の製作

任意のタイミングチャートの制御信号をMCU で処理し、出力する 回路基板です。操作キーを液晶パネルにて、確認しながら、 パラメータを変更することが出来ます。

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【特徴】

  • ・任意のタイミングチャートをMCU にて実装します。
  • ・この事例は、鉛蓄電池の充電及び放電を制御する回路基板になります。
  • ・充電条件を液晶表示器で確認しながら、設定出来ます。
  • ・放電条件を液晶表示器で確認しながら、設定出来ます。
  • ・外付けでパワーリレーを採用することで、多種多様な鉛蓄電池に対応出来ます。

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デジタル制御信号回路の製作

インターフェイス回路をデジタル素子で構築しています。 信号線に関しては、ノイズ対策を実施し、安定稼働に努めました。 基板サイズは、422.6mmX331mm です。

LP24_1

【特徴】

  • ・最適なデジタル素子のキーデバイスの選定
  • ・信号線とGND 線の最適レイアウトの検討
  • ・基板サイズを考慮した最適な部品配置
  • ・プロダクトの評価検証の治具回路の製作
  • ・筐体設計も含め、ケースに回路基板を格納
LP24_2

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