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自律走行車のLiDAR用GaN FETクイックガイド (DigiKey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. 1882 2024. 6. 25
自律走行車のLiDAR用GaN FETクイックガイド
(DigiKey社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)
マルツエレックはグランフロント大阪にて7月4日(木)に開催される
「Advanced Technology Forum 2024 Summer」に出展いたします
マルツの技術情報
ブリッジ回路入力増幅回路の製作 【LP12:センシング回路編】
自律走行車のLiDAR用GaN FETクイックガイド
(DigiKey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、DigiKey社のご協力をいただいて、DigiKey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、自律走行車やドローンの衝突防止に使用されているLiDARの基礎とLiDARシステムの構築に役立つ部品について解説した記事をご紹介します。

自律走行車のLiDAR用GaN FETクイックガイド

 現在開発が進められている自律走行車では、周囲を常に監視して衝突などの危険を避けるためにLiDAR技術が使用されています。LiDAR(Light Detection And Ranging:光による検出と測距)は、パルス状のレーザー光を照射し、物体から返ってくる時間を計測して物体までの距離や方向を測定する技術です。

 LiDARシステムは、データ収集(DAQ)ブロックとアナログフロントエンド(AFE)、レーザーダイオードなどで構成されています。DAQは高速A/Dコンバータとクロック、電源などで構成され、AFEはフォトセンサーとTIAで構成されます。

 フォトセンサーには、高速応答、低暗電流、高感度という特長を持つアバランシェフォトダイオード(APD)が使用されます。 TIAはトランスインピーダンスアンプで、APDが検出した電流を必要な電圧に変換します。

 レーザーダイオードは、パルス幅が100ns以下、ピークパワーが100W以上、繰り返し周波数が1kHz以上、デューティサイクルが0.2%以下で、レーザーの安全性を規定するIEC60825-1クラス1の規格を遵守する必要があります。安全性とレーザーの過熱を防ぐために、パルスのデューティサイクルは極めて狭い0.1%から0.2%に制限されています。


EPC9179開発ボード(左)とEPC9989インターポーザ基板(右)

 【アプリケーションラボ】では、LiDARシステムの仕組みや使用するレーザーダイオードの仕様などについて解説した後、大電流パルスでレーザーダイオードを駆動することができるEPC社製のEPC9179開発ボードや、レーザーダイオードとしてExcelitas Technologies社製のTPGAD1S09Hとams OSRAM社製のSPL S1L90A_3 A01を紹介しています。

 EPC(Efficient Power Conversion)社は、IR社(現インフィニオン社)のCEOを務めたAlex Lidow氏が2007年に設立したカリフォルニア州エルセグンドに本社を置く、GaN FETを製造/販売する半導体メーカーです。

 EPC9179は、車載規格のAEC-Q101に準拠したGaN FETであるEPC2252を搭載し、レーザーダイオードを取り換えて実験ができるEPC9989インターポーザ基板が付属しています。インターポーザ基板は、5mm×5mmに切り取って使用します。

 LiDARシステムでは極めて狭いパルス幅が必要となりますが、Texas Instruments社製のローサイドゲートドライバLMG1025-Q1を使用すると、1.25nsの出力パルスを得ることができます。LMG1025-Q1の評価用としてLMG1025-Q1EVM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。


EPC2252
eGaN FET(80V/75A)
【EPC2252】
・単価:¥470 (税込)
・ドレイン-ソース間電圧:80V
・ドレイン電流:8.2A
・オン抵抗:11mΩ@11A/5V
・動作温度範囲:-40℃~+150℃
・ダイサイズ(9-DSBGA):1.5mm×1.5mm


EPC9179
パルスレーザーダイオードドライバ評価ボード
【EPC9179】
・単価:¥76,331 (税込)


TPGAD1S09H
パルスレーザーダイオード
【TPGAD1S09H】
・単価:¥3,084 (税込)
・波長:905nm
・定格:13.5V/30A
・出力電力:70W
・波長温度係数:0.25nm/℃
・マルチエピタキシャル量子井戸構造
・水平および垂直放射が可能


SPL S1L90A_3 A01
シングルチャンネルレーザーモジュール
【SPL S1L90A_3 A01】
・単価:¥5,687 (税込)
・波長:905nm
・定格:11V/40A
・出力電力:120W
・サイズ:2.0×2.3×0.69mm
・動作温度範囲:-40℃~+105℃


LMG1025QDEETQ1
シングルチャネルローサイドゲートドライバ
【LMG1025QDEETQ1】
・単価:¥1,598 (税込)
・電源電圧:5V
・プルアップ電流/プルダウン電流:7A/5A
・入力パルス幅:1.25ns(min)
・パルス歪み:300ps(typ)
・伝播遅延:2.9ns
・サイズ:2mm×2mm(QFNパッケージ)


LMG1025-Q1EVM
LMG1025-Q1評価モジュール
【LMG1025-Q1EVM】
・単価:¥37,382 (税込)
・GaNローサイドドライバとGaN FET LiDARの評価用ボード

マルツエレックはグランフロント大阪にて7月4日(木)に開催される
「Advanced Technology Forum 2024 Summer」に出展いたします
 マルツエレックは、7月4日(木)にグランフロント大阪で開催される「Advanced Technology Forum 2024 Summer」に出展いたします。

Advanced Technology Forum 2024 Summer

 「Advanced Technology Forum 2024 Summer」は、株式会社大阪エヌデーエスが主催する、関西/中京地区以西の企業や学生などが自由に参加できる組込みLinux Forumで、2014年度より開催され今年で10周年を迎えます。

 最先端の組込みソフトウェアに関する話題や技術を取り上げて紹介し、オープンソースソフトウェア(OSS)技術のキャッチアップや高度化を参加メンバーで共有することを目指しています。

 マルツエレックのブースでは、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、設計/試作/製品化をサポートするプロトファクトリーのご案内や、モノづくりの事例としてRaspberry Pi 5の最新のHATなどをご紹介いたします。ご来場の際には、是非マルツエレックのブースにお立ち寄りください。
●会場: グランフロント大阪北館Tower C 8階
(地図はこちら)
●日時: 2024年7月4日(木) 13:30~18:00
[開場13:30、開演14:00]
●参加申し込み: こちらのWebページからお申し込みください。
参加費は無料ですが事前登録制で、定員になり次第申し込みが締め切られてしまいますので、ご注意ください。
●定員: セッション:60名、デモ展示&懇親会:100名
【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
ブリッジ回路入力増幅回路の製作 【LP12:センシング回路編】

熱電対ブリッジ回路入力から、必要な電圧レベルまで出力します。 最適な差動増幅回路を実現するキーデバイス選定も含め、ゼロ点 調整回路も付加し、小型回路基板で実現させています。

資料のダウンロードはこちらから。 その他の技術情報一覧はこちらをご覧ください。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。
【マルツのお役立ちサービスのご案内】
ご指定いただいた期日にお客様が必要とする部品を納品いたします
「数か月先に生産する予定があるが、今は在庫をかかえたくない」といったお客様のお悩みはマルツエレックが解決いたします。

マルツ法人営業部でお客様の在庫を責任をもって保管し、ご指定いただいた期日に納品いたします。下記よりお申し込みください。折り返し担当者がご連絡いたします。
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