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「統合型降圧DC/DCモジュールを使用し高密度で効率的な電力変換と低EMIを実現」 (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

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マルツオンライン(マルツエレック株式会社)
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No.1390 2021.04.01

◇「統合型降圧DC/DCモジュールを使用し高密度で効率的な電力変換と低EMIを実現」
  (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

◇回路設計から部品の調達、基板製造/実装、ハーネス/ケース加工まで
 マルツエレックの「ものづくり一貫サービス」を是非ご活用ください

「統合型降圧DC/DCモジュールを使用し高密度で効率的な電力変換と低EMIを実現」
(Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

 「アプリケーションラボ」は、Digi-Key社のご協力をいただいて、Digi-Key社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。

 今回は、Monolithic Power Systems社のマルチ電源モジュールを使用して電源スペースの削減を図る方法について解説した記事をご紹介します。

■統合型降圧DC/DCモジュールを使用し高密度で効率的な電力変換と低EMIを実現

 最近の電子機器は複雑さが増し、様々なデバイスが1枚の基板上に搭載されているため、マルチレール電源と呼ばれる複数の電源が必要とされるケースが増えています。DC/DCコンバータも小型化が進んでいるので、複数のDC/DCコンバータを搭載することも実際に行われていますが、1個のモジュールで複数の電源を供給することができれば製品の小型化がより可能になります。

< MPM54304の外観、MPM54304の使用例 >
< MPM54304の外観と使用例 >

 【アプリケーションラボ】では、組み込みシステムに多くの電源レールが必要になる理由を説明した後、Monolithic Power Systems(MPS)社のクワッド出力DC/DCコンバータモジュールMPM54304を使用して、設計を簡素化して小型化とEMIを最小限に抑える方法について解説しています。

 MPS社は、1997年に設立された米国カリフォルニア州サンノゼに本拠を置くファブレスの半導体メーカーです。BCD(バイポーラ-CMOS-DMOS)というプロセス技術やMesh Connectと呼ばれるボンディングワイヤーを使用しないパッケージング技術を有し、高信頼性で低ノイズ、低オン抵抗の電源モジュールを開発/販売しています。

 MPM54304は、チャンネル1~チャンネル4という4つの出力を持つDC/DC降圧電源モジュールです。4V~16Vの入力電圧範囲で動作し、0.55V~7Vの出力電圧をI2Cまたは外部抵抗分割により設定することができます。チャンネル1と2は最大3A、チャンネル3と4は最大2Aを出力することができます。また、チャンネル1と2を並列に接続して最大6Aに、チャンネル3と4を並列に接続して最大4Aにすることもできます。サイズは7mm×7mm×2mmのLGAパッケージで、必要となる外付け部品も5個のコンデンサのみという最小限で済みます。

 ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。

4V~16V入力クワッド出力パワーモジュール
【MPM54304GMN-0000】 ¥1,373.04(税込¥1,510.34)
ご購入はこちら

 下記の2本の解説記事も同時に公開しました。合わせて参考にしてください。

■ヒートシンクの選択と適用の基本

 最近の電子機器は小型化が進み、それに合わせて熱密度も増加しています。製品寿命や信頼性、性能などは使用されるデバイスの動作温度に反比例するため、熱設計と熱管理が非常に重要になっています。ここでは、Ohmite社のヒートシンクを例にしてヒートシンクの適切な使用法と選択法について解説します。

■コンポーネントベースの分散型電源アーキテクチャをロボティクスに使用する理由とその方法

 最近は、ロボットが農作業や工場内での運搬などに使用されるようになってきましたが、運用時間を延ばすためには効率のよい電池システムが不可欠です。ここでは、分散型電源分配アーキテクチャを作業用ロボットに適用する利点とそのために役立つ評価ボードやソフトウェアなどを紹介します。

回路設計から部品の調達、基板製造/実装、ハーネス/ケース加工まで
マルツエレックの「ものづくり一貫サービス」を是非ご活用ください

 マルツエレックでは、回路設計から基板設計・製造・実装、そして量産まで皆さまのさまざまな「ものづくり」のお手伝いをさせていただいています。学校などにおいて実験装置や電子教材を用意したいというご要望や、企業などでの試作品を作ってみたいという計画などがございましたら、マルツエレックの「ものづくり一貫サービス」を是非ご検討ください。

これまでの電子回路の設計事例としては、

・電源回路/同期整流回路/インバータ回路
・モーター制御回路
・センシング回路
・2次電池アプリケーション回路
・LEDドライブ回路
・メガソーラーシステム回路

などがあります。その他の回路設計についてもご要望にお応えいたします。

< 製作した温度制御回路基板 >
< 製作した温度制御回路基板 >

 マルツエレックが実際に行ったものづくり事例として、「携帯型超小型恒温槽の製作」をご紹介します。

 リチウムイオン電池を使用することで、フィールドワークでも使用できる超小型の恒温槽を製作しました。製作した基板はペルチェ素子を用いて温度制御を行い、恒温槽(4mm×6mm×3mm)には入れる溶液の影響を受けにくいリン青銅板を採用しています。恒温槽内の溶液温度は任意に設定することができます。安定した昇圧回路と電流駆動回路を用いてリチウムイオン電池から基板とペルチェ素子を駆動しています。なお、給電は実験室などではUSB Type-Cからでも可能です。

 マルツエレックでは回路設計だけでなく、部品の調達基板の製造と実装、ハーネスやケースの加工まで行っています。詳細は、下記のWebページを参照してください。ご相談は、ものづくり相談受付フォームからお申込みください。

▽ものづくり一貫サービス
 https://www.marutsu.co.jp/pc/static/large_order/mono_service

▽ものづくり相談受付フォーム
 http://sv.marutsu.co.jp/enquete/?id=16

PICK UP PRODUCTS
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■ZEPエンジニアリング主催のオンライン技術セミナーを開催します。ぜひご参加ください!
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■マルツを騙る偽サイトにご注意下さい
 マルツオンラインを騙る偽サイトの存在が複数確認されております。
 偽サイトはお客様の個人情報や決済情報を盗み出す「フィッシング詐欺」を目的としたものと考えられます。決して偽サイトにお客様の個人情報を入力されたり決済をなさいませんよう、ご注意をお願い申し上げます。
https://www.marutsu.co.jp/select/list/detail.php?id=795

■テキサス・インスツルメンツ(TI)社の製品を1個から販売中!
 マルツオンラインではTI社の半導体を1個からご購入いただけます。
 マルツエレックは米国Digi-Key社と正規代理店契約を結んでおり、Digi-Key社を通じてTI社の正規販売店の認定を受けています。
 マルツオンラインに掲載のない製品も調達可能ですので、少量からでもお気軽にご用命ください。
 ◎テキサス・インスツルメンツ社製品はこちら

■代替品、部品選定 マルツにご相談ください。 部品・部材調達代行サービス
 マルツではマルツオンラインに掲載の無い型番やEOL品等も、秋葉原界隈やマルツ独自のネットワークで調達しお届けします。
 ご依頼はこちらのオンラインフォームからお願いいたします。※ログインをお願いいたします。
 https://www.marutsu.co.jp/TEstimatesCartDetail.jsp

■マルツオンラインは【3,300円以上[税込]】のご購入で送料無料です!
 送料無料まであと少し!550円[税込]以内の製品を集めたワン・コイン・コーナーも是非ご利用ください。
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■本メールマガジンに記載の価格には特別な場合を除き消費税は含まれておりません。

■ものづくりのヒントが満載 マルツの技術情報
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