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バージョンアップされたルネサス第3世代R-Car開発キット車載機器開発用「R-Car H3e-2G Starter Kit」好評発売中！

	マルツ最新情報


	MAIL MAGAZINE No.1497 2021.12.02

◇バージョンアップされたルネサス第3世代R-Car開発キット
　　車載機器開発用「R-Car H3e-2G Starter Kit」好評発売中！

◇「高効率・低コストのオフライン電源を実現する統合GaNスイッチ
　　の使い方」
　　(Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)


		バージョンアップされたルネサス第3世代R-Car開発キット車載機器開発用「R-Car H3e-2G Starter Kit」好評発売中！

　ルネサスエレクトロニクス社は、車載機器を開発するためのプラットフォームとして「R-Car H3e-2G Starter Kit」を発売しました。
　R-Carはルネサス社の車載機器用SoCのブランド名で、R-Car H3e-2Gは今年7月に発表された第3世代のR-CarファミリであるR-Car Gen3eシリーズの中のハイエンドSoCです。
　「R-Car H3e-2G Starter Kit」を使用すると、オープンな車載Linux環境を容易に実現することができます。先進的なHMIソフトウェアやコグニティブコンピューティングを支援する強力なライブラリが提供され、車載実績のあるQNX社のリアルタイムOSなどをサポートしています。
　比較的低価格なので、1人に1台を用意することが可能であり、開発効率の向上が期待できます。

R-Car H3e-2G Starter Kit

　　搭載されているR-Car H3e-2Gは、自動車に使用されている数多くのセンサーからの膨大な情報を処理するコンピューティング性能を実現するため、最大2GHzで動作するArm Cortex-A57を4個、最大1.2GHzで動作するArm Cortex-A53を4個搭載しています。さらに、同じ命令コードを同時に実行させて安全性を高めるロックステップ用としてArm Cortex-R7を2個搭載しています。
　3次元グラフィックエンジンやビデオ処理ユニットを搭載し、セキュリティ機能も強化されています。さらに、自動車用機能安全規格ISO26262(ASIL-B)にも対応しています。

　R-Carスターターキットのボードサイズは10cm×10cmで、ファンを含めた高さは57mmです。電源には5V/4A～8Aが必要です。
　メモリは、システムRAMが内部384KB、ハイパーフラッシュが64MB、QSPIフラッシュが16MB、ストレージ用eMMC 128GBを搭載しています。
　インターフェースとしてディスプレイ出力×3、ビデオ入力×6、SDカード、USB 3.0/USB 2.0、CAN、イーサネットAVB(Audio/Video Bridging)、PCIeなどが用意されています。
　その他、I2CやSPIなど各種の周辺機能を使用でき、すべての周辺端子を使用できる440ピンの拡張ポートやプログラミング/デバッグ用JTAGコネクタ、マイク入力/ライン出力などがあります。

　価格は参考価格となっています。詳細はお問合わせください。

▼ R-Car H3e-2G Starter kit
　【RTP8J779M1ASKB0SK0SA003】
　参考価格　￥112,800　(税込￥124,080)


		「高効率・低コストのオフライン電源を実現する統合GaNスイッチの使い方」 (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、小型で高効率の電源を実現する際に便利なPower Integrations社のスイッチデバイスについて解説した記事をご紹介します。

■高効率・低コストのオフライン電源を実現する統合GaNスイッチの使い方

　スマートフォンや携帯機器の爆発的な増加に加えてIoT機器も様々な場所で使用されるようになり、100Wまでの小型電源の需要が急増しています。そこで、小型で低コストという要求に応えるため、従来のシリコン(Si)に代わり、窒化ガリウム(GaN)やシリコンカーバイド(SiC)などのワイドバンドギャップ半導体が注目されています。
　バンドギャップは、電子を価電子帯から伝導帯に励起させるのに必要なエネルギーです。Siの場合は1.1eV(電子ボルト)ですが、SiCは3.3eV、GaNは3.4eVという高い値で、Siに比べて大幅に高い電圧、高い周波数、高い温度で動作させることが可能です。さらにスイッチング損失や伝導損失も低く、伝導特性とスイッチング特性はSiのおよそ10倍優れています。
　ただし、高速でスイッチングさせるには浮遊インダクタンスや静電容量を避ける基板レイアウトが要求され、スイッチングによる損傷から守る保護回路なども必要になります。そこで、Power Integrations社が開発したInnoSwitchというPowiGaNスイッチャICを使用すると、高効率で小型の電源を少ない部品点数で実現することができます。

　【アプリケーションラボ】では、GaNデバイスを使用するメリットについて解説した後、Power Integrations社のPowiGaNスイッチャICの特長や仕様、回路構成、オンライン設計ツールなどを紹介しています。
　Power Integrations社は、1988年に設立された米国カリフォルニア州サンノゼに本社を置く電源ICの専業メーカーです。InnoSwitchは、オフラインフライバック電源用に、1次側の回路と2次側の同期整流回路を1パッケージにした製品です。オフラインとはトランスにより1次側と2次側を絶縁することであり、フライバックは100Wまでのスイッチング電源によく使われている回路方式です。

　InnoSwitchには、PowiGaNとFluxLinkというPower Integrations社独自の技術が採用されています。PowiGaNはSiの代わりにGaNをスイッチ素子に使用し、全負荷範囲で最大95%の効率と、密閉型アダプタの実装で最大100Wをヒートシンクなしに実現できます。
　FluxLinkは、1次側と2次側を磁束によりフィードバックする技術です。磁気による接続なので、絶縁にフォトカプラを使用する必要がなく部品点数を減らすことができ、経年変化による劣化も避けられます。FluxLinkは高速な負荷過渡応答が可能で、世界のあらゆるノイズイミュニティ規格にも対応しています。
　InnoSwitchには用途により異なるファミリがあります。例えば、InnoSwitch3-CPはバッテリー充電器などの民生用で、InnoSwitch3-EPはオープンフレームAC/DC電源などの産業用、InnoSwitch3-ProはI2Cインターフェースを備えソフトウェアで制御する機器用となっています。

　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。

▼ InnoSwitch3-CP INN3379C 　【INN3379C-H302-TL】　￥1,086　(税込￥1,194)
▼ InnoSwitch3-CP INN3278C 　【INN3278C-H114-TL】　￥812　(税込￥893)
▼ InnoSwitch3-EP INN3678C 　【INN3678C-H605-TL】　￥812　(税込￥893)

　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。

■Xilinx KCU116：コスト効率の良い100Gbpsネットワーク&ストレージFPGA開発プラットフォーム
　Xilinx社のKintex UltraScale+ファミリは高価格ですが、100Gbpsのネットワーク&ストレージ機器用としては最もコスト効率の良いソリューションとみなされています。ここでは、XilinxのUltraScale+ FPGAを搭載したKCU116評価キットを使用して100Gbpsのプラットフォームを実現する方法を解説します。

■EV用トラクションインバータの効率を向上させるSiC MOSFETの設計方法
　トラクションインバータは、電気自動車(EV)に使用するモーターを駆動するために、バッテリーから供給される直流を交流に変換する装置です。ここでは、トラクションインバータの役割ならびにSiCパワーMOSFETを採用して効率を上げる方法について解説します。


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