バッテリ駆動アプリケーション向けの熱対策済みハイパワーインバータボード (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.1590 2022. 7. 19

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	◇「バッテリ駆動アプリケーション向けの熱対策済みハイパワーインバータボード」　(Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介) ◇マルツの技術　GPS測位データをLTE通信でクラウド連携 ◇Hubing先生の電子回路とプリント基板のノイズ解決　即答200 　【問33】一番のノイズ発生源「DC-DC制御ICとインダクタ間」を最小化せよ　～加えて，結合したり，伝搬・拡散させたりする回路や配線を遠ざける～

「バッテリ駆動アプリケーション向けの熱対策済みハイパワーインバータボード」　(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、ケイデンス社が開発した電気・熱の協調シミュレーションツールCelsius Thermal Solverを使用してモータ制御用のインバータボードを設計する方法について解説した記事をご紹介します。

■バッテリ駆動アプリケーション向けの熱対策済みハイパワーインバータボード

　現在の電子機器はあらゆる面で小型化が求められており、回路設計に加えて熱設計が重要になっています。しかし、回路設計と熱設計を同時に行うことは難しく、従来は試作を繰り返して最適化を図るのが一般的でした。

　Cadence社が開発したCelsius Thermal Solverは、電気・熱の協調シミュレーションが可能なツールです。有限要素法と数値流体力学を使ったシステム解析により、電子回路に流れる電流および熱の定常状態と過渡状態を高精度にシミュレーションすることができます。

電流密度シミュレーション(左)と温度シミュレーション(右)

　　【アプリケーションラボ】では、STMicroelectronics社の三相ブラシレスモーター駆動用デバイスであるSTDRIVE101の評価ボード(EVALSTDRIVE101)をCelsius Thermal Solverを用いて設計する手順を解説しています。部品配置の調整、プレーンやトレース形状の改良、層の厚さの変更、ビアの追加や削除などを行ってインバータボードを完成させています。

STDRIVE101評価ボード

　EVALSTDRIVE101は、三相ゲートドライバであるSTDRIVE101とSTL110N10F7パワーMOSFETをベースにした評価用ボードです。バッテリで駆動する三相ブラシレスDCモーター用に設計されており、さまざまなSTM32マイクロコントローラとインターフェースが可能です。

　6V～75Vの入力電圧により、最大20Aを出力することができます。本ボードにより、過電流保護用のコンパレータや各パワーMOSFETのドレイン-ソース間電圧の検出など、STDRIVE101とその機能を評価することができます。

　ここで解説されている製品は、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。

▽三相ブラシレスモーター用STDRIVE101評価ボード
【EVALSTDRIVE101】
メーカー：STマイクロエレクトロニクス
単価：￥36,252　（税込￥39,878）

【マルツの技術情報】　マルツエレックは回路設計のご要望にお応えします。

■ 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。資料のダウンロードはこちらから。

　回路設計に関するご相談・お見積りは無料です。こちらからお気軽にお問合せください。


		Hubing先生の電子回路とプリント基板のノイズ解決　即答200 ～Yes or No ! 電磁気学の先生“マクスウェル”が教えてくれる～

[原著]	EMC Question of the Week 2017-2020
[著]	Todd Hubing (LearnEMC社代表，米クレムソン大学名誉教授)
[訳]	櫻井秋久
[企画・制作]	ZEPエンジニアリング

一番のノイズ発生源「DC-DC制御ICとインダクタ間」を最小化せよ
～加えて，結合したり，伝搬・拡散させたりする回路や配線を遠ざける～

[今週の問題問33]


	下図に示すのは，降圧型DC-DCコンバータ基板の部品面のプリント・パターンです．ノイズ源である「スイッチング電圧ノード」を示す配線およびパッドは，コンバータICと何を接続させていますか？ (a) 入力キャパシタ (Cin) (b) 出力キャパシタ (Cout) (c) パワー・インダクタ (L) (d) グラウンド

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