「建築照明における最適なLED性能の設計方法」(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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	MAIL MAGAZINE No.1526 2022. 2. 10

◇「建築照明における最適なLED性能の設計方法」
　(Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

◇産業用アプリケーション向けのFPGA開発ボード
　「USB104 A7 Artix-7 FPGA開発ボード」好評発売中！


		「建築照明における最適なLED性能の設計方法」 (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、建築照明にLEDを使用する利点と要求される仕様を満足させる回路設計にDiodes社のデバイスを活用する方法について解説した記事をご紹介します。

■建築照明における最適なLED性能の設計方法
　白熱電球や蛍光灯などの従来の照明器具は、LED(発光ダイオード)による照明に急速に置き換えられています。LEDは、発光効率が高く、消費電力が少なくて熱を発生しないことや寿命が長いといった利点があるためです。

　しかし、LED照明は駆動方法が従来の照明とは異なります。さらに、建築物に付随する照明は、国ごとに異なる多くの規制や規格を遵守する必要があります。　なお、建築照明は、小売店やオフィス、倉庫などの商用で、非住宅用構造物に組み込まれた照明システムを意味します。

　米国では、建築照明に対して下記のような要件が求められています(カリフォルニア州の厳しいと言われる建築基準を参照)。
・照明を自動的にオン/オフできるセンサ
・調光機能付きLEDドライバ
・入力電力1Wあたりの高い効率
・ Bluetooth、Zigbee、DALI/IEC62386で制御できること
・スタンバイ電力が200mW未満
・フリッカを避けるため電流リップルが30%未満
・ PFC(力率補正)が0.9以上
・全高調波歪み(THD)が20％未満

　これらの要件を満たす回路設計をすることは容易ではありませんが、最適化されたICを使用すると比較的容易に実現することができます。【アプリケーションラボ】では、LEDによる建築照明を実現するために米国Diodes社のチップセットを活用する方法を解説しています。

　Diodes社は、1959年に米国テキサス州で設立されたディスクリート半導体とアナログ半導体の開発/販売を主とするメーカーです。

AL1666+AL8116 + AL5822EV1

　Diodes社のチップセットは3つの基本ICで構成され、30W未満と30W以上の2種類のチップセットが用意されています。
　主に屋内の30W未満で使用するチップセットは、AL1666S-13(調光可能LEDコントローラ)、AL5822W6-7(リップルサプレッサ)、AL8116W6-7(調光信号インターフェースコントローラ)の3つで構成され、これらを評価するためにAL1666+AL8116+AL5822EV1という評価ボードが用意されています。

AL8843EV1

　また、主に屋外の30W以上で使用するチップセットは、AL1788W6-7(低待機電力PFCコントローラ)、AL17050WT-7(ユニバーサルAC非絶縁型降圧レギュレータ)、AL8843SP-13(40V/3A降圧LEDドライバ)の3つで構成されています。高電力設計で最も難しいとされるAL8843SP-13降圧LEDドライバに対し、AL8843EV1という評価ボードが用意されています。

　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。

▼ LEDドライバ評価ボード　【AL1666+AL8116+AL5822EV1】　価格￥25,357 (税込￥27,893)
▼ AL8843EV1評価ボード　【AL8843EV1】　価格￥15,152 (税込￥16,667)

　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。

■産業オートメーション機器の長距離運用でギガビットEthernetの完全性を確保する方法
　Ethernetのトラフィックが1Gビット/秒以上になると、様々な要因で減衰が起こりやすくなります。ここでは、ボンデッドペアのEthernetケーブルを使用して、高速のデジタルEthernetを長距離で運用する方法について解説します。

■産業環境におけるLED照明ソリューションの指定
　ここでは、LEDを中心とした照明器具に関連する、ルーメン、ワット数、効率、ルクス、帯状ルーメン分布、相関色温度、演色評価数、定格寿命、コストなどの性能指標と、保護等級や危険防止などの環境への配慮について解説します。


		産業用アプリケーション向けのFPGA開発ボード「USB104 A7 Artix-7 FPGA開発ボード」　好評発売中！

　今回は、米国Digilent社が開発したXilinxのArtix-7 FPGAを搭載した産業用途向けのFPGA開発ボードをご紹介します。Digilent社は教育用を目的としたFPGAボードに定評がありますが、本ボードは産業用途を目的に開発されています。そのため、搭載するFPGAも工業用温度定格のArtix-7(XC7A100T)です。ボードサイズは、組み込みコンピュータの仕様であるPC/104ボードの外形と実装寸法に準拠しています。
　PC/104規格はボードサイズが約9.1cm×9.7cmで、4隅に取り付け穴を備えています。積み重ねて接続できるのでマザーボードやバックプレーンなどが不要で、劣悪な環境においても信頼性が高いという特長を持っています

USB104 A7 Artix-7 FPGA開発ボード

　USB104 A7ボード上にはオンボードLEDとプッシュボタン、12ピンPmodポートが搭載されています。さらに、SYZYGY互換のZmodポートも利用することができ、Zmod拡張モジュールを追加することで高速データ収集が可能になります。これにより、FPGAベースのデータ収集や信号処理を組み込みシステム上で迅速に実行することができます。

　SYZYGY(シジギー)はボードメーカーのOpal Kelly社が開発した最大500MHzまでの転送が可能な高速インターフェース規格で、普及を促進するために仕様が無償で公開されています。

●USB104 A7 Artix-7 FPGA開発ボードの仕様

	・ Artix-7 FPGA	XC7A100T-1CSG324I
	・メモリ	512MB DDR3/DDR3L、16MBクアッドSPIフラッシュ
	・電源	5V/6A外部ACアダプターまたはUSBコネクタから給電 ACアダプターは同梱されていません。別途ご購入ください。
	・ USB	DPTI/DSPIインターフェース、USB-JTAGプログラミング回路、 USB-UARTブリッジ
	・入出力ポート	プッシュボタン×2、LED×4、SYZYGYポート、Pmodポート×3
	・ボードサイズ	95.89mm×90.17mm

USB104 A7 Artix-7 FPGA開発ボード
【410-398】￥40,749　(税込￥44,823)


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【3,300円以上[税込]】お買い上げで送料無料

	■_Seeed XIAO RP2040 【102010428】　￥629 (税込￥691) Raspberry Pi財団が開発したマイコンRP2040を搭載し、最大133MHzで動作するSeeeduino XIAOシリーズの開発ボードです。
	■_3端子レギュレーター(－12V出力) 【L7912CV】　￥80 (税込￥88) STマイクロエレクトロニクス社製でL79シリーズの－12V出力の3端子負レギュレータです。出力電流は最大1.5Aです。
	■_ブラシレスモータードライバIC(TB67B000HG)評価基板【MTO-EV019(TB67B000HG)】　￥9,080 (税込￥9,988) 東芝製のTB67B000HGを搭載した3相DCブラシレスモータードライバです。IGBTの3相ブリッジを内蔵し、最大定格電圧500V、最大定格電流2.0A/chを実現しています

	■_Analog Discovery 2 Pro Bundle 【240-123】　￥47,999 (税込￥52,798) Digilent社製のAnalog Discovery 2とプローブがセットになった計測ツールです。30MHzオシロスコープなど12種類の計測器として使用できます。
	■_myCobot 280 Pi - ロボットアーム【MYCOBOT-280-PI-PSE】　￥88,900 (税込￥97,790) Elephant Robotics社製のRaspberry Piを搭載した6軸の可動域を持ち、アームの稼働半径が280mmの6軸ロボットです。
	■_デバイスモデリング教材トランジスタモデル編【DM-005】　￥16,000 (税込￥17,600) ビー・テクノロジー社が作成したトランジスタに関するデバイスモデリングのCD-R教材です。トランジスタの各パラメータの抽出方法や評価方法を解説しています。


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