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「AV/ICTの新規格IEC62368-1に準拠した保護回路の設計方法」(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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No.1454 2021.08.31
     

◇「AV/ICTの新規格IEC62368-1に準拠した保護回路の設計方法」
 (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

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「AV/ICTの新規格IEC62368-1に準拠した保護回路の設計方法」
(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、オーディオビジュアル機器や情報通信機器を設計する際に、安全対策のために守るべきIEC62368-1規格の詳細と、回路を保護するLittelfuse社のデバイスについて解説した記事をご紹介します。

■AV/ICTの新規格IEC62368-1に準拠した保護回路の設計方法

 従来、AV機器にはIEC60065、情報通信機器にはIEC60950-1という安全規格が採用されていましたが、現在はそれらを統一したIEC62368-1という安全規格を遵守することが求められています。IEC62368-1は、人体への傷害などを防ぐ「ハザードベースセーフティエンジニアリング(HBSE)」という新しい概念が導入された製品安全規格です。

 HBSEの考え方は、安全基準を厳密に遵守することに重点を置くのではなく、安全設計の背後にある技術的原則を理解して設計することです。開発者は、安全の概念を取り入れた設計を行うことで、後で製品が不適合となって手直しが必要となる回数を減らすことができ、新しい技術が生まれてきたときに安全基準を見直す必要もなくなります。

 IEC62368-1規格では、人体に及ぼす危険を、種類とクラスで分類しています。種類はES(電気的エネルギ源)、PS(電力源)、MS(機械エネルギ源)、TS(熱エネルギ源)、RS(放射エネルギ源)に分けられ、クラスはクラス1(一般人が操作する)、クラス2(教育を受けた人が操作する)、クラス3(スキルを持った人が操作する)に分けられています。

< IEC62368-1規格のカバー範囲 >< IEC62368-1規格のカバー範囲 >

 また、人の安全は重要ですが、製品を守ることも重要です。IEEE62368-1では回路保護の設計を簡素化し、より高いレベルの安全性を満たす様々な要件が規定されています。たとえば、サージ保護要件などが規定されていて、保護のレベルによりカテゴリー1から3に分類されています。その対策にはヒューズや熱保護された酸化金属バリスタ(TMOV)などを使用します。

 【アプリケーションラボ】では、IEC62368-1規格について概要を紹介し、サージ保護要件を満たす回路設計をLittelfuse(リテルヒューズ)社のデバイスを使用して詳しく解説しています。Littelfuse社は、1927年に設立された米国シカゴに本社を置く多国籍企業です。主に回路を保護する製品を製造販売しており、社名の由来は小型のヒューズを発明したことによります。現在は、Z80を開発したZilog社の親会社でもあります。

 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。

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12A/250V 5×20mmセラミックヒューズ
【0215012.MRET1P】 ¥487.68(税込¥536.44)
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6kA/470V バリスタ
【TMOV14RP300EL2T7】 ¥352.86(税込¥388.14)
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3.5kA/470V バリスタ
【V10E300P】 ¥88.06(税込¥96.86)
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5kA/3000V ガス放電チューブアレスタ
【CG33.0LTR】 ¥673.34(税込¥740.67)
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 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。

■オートメーションネットワークにおける専用リングトポロジとは?

 産業オートメーションネットワークのトポロジとは、リンクとノードに分類されるネットワークの構成要素が、互いにどのように配置されているかということです。ここでは、産業用やIoTで使用するネットワークトポロジの詳細と使用される場所について解説します。

■産業オートメーション向けのワイヤレスプロトコルの比較

 現在進行中の第4次産業革命(インダストリ4.0)では、ワイヤレス通信の導入が急速に進んでいます。ここでは、産業オートメーションに使用されているワイヤレスプロトコルについて解説します。

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。

   
< IEC62368-1規格のカバー範囲 >

 マルツエレックが実際に行ったものづくり事例として、「デジタル制御信号回路基板の製作」をご紹介します。  今回製作したのは製品を評価/検証するための治具で、インターフェース回路をデジタル素子で構築しました。製作にあたっては、最適なデジタル素子を選定し、信号線やGND線の最適なレイアウト、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。そして、基板サイズを考慮した最適な部品配置を検討し、筐体設計も含め、ケースに回路基板を格納しています。基板サイズは、422.6mm×331mm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
 https://www.marutsu.co.jp/sv/enquete/?id=16

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 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

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