-20~65新たなバックアップ電源管理向けソリューション上述したように、スーパーキャパシタ、バッテリ、またはそれらの組み合わせたものは、あらゆる電子システムのバックアップ電源に利用できます。それらのストレージ・メディアを実際に使用するためのソリューションとしては、どのようなものが存在するのでしょうか。以下では、ICをベースとするソリューションについて説明します。リチウムイオン・バッテリ用の完全なバックアップ電源管理システムを実現したい場合、ICをベースとするソリューションは、主電源の故障時に必ず3.5V~5Vの電源レールを維持できるものでなければなりません。バッテリを使えば、スーパーキャパシタよりもはるかに大量のエネルギーを供給できます。そのため、長時間にわたってバックアップを必要とするアプリケーションに対しては、バッテリの方が適しています。そのためのソリューションで中核をなすICは、バックアップに使用するバッテリを効率的に充電するために、双方向/同期整流方式のDC/DCコンバータを搭載している必要があります。主電源が一時的に途切れた場合に、下流にある負荷に対して、大電流のバックアップ電力を供給する能力も必要です。主電源(入力電源)を利用できる状況では、ICは、システムの負荷への給電を優先しつつ、シングルセルのリチウムイオン・バッテリまたはリン酸鉄リチウム(LiFePO4)イオン・バッテリ用の降圧型バッテリ・チャージャとして動作します。入力電源の電圧がパワーフェイル入力(PFI)の閾値(調整可能)未満まで急に低下した場合には、ICは昇圧レギュレータとして動作し、バックアップ用のバッテリからシステムに数Aの電流が供給されるように機能する必要があります。主電源に障害が発生した場合には、電力の経路を制御して逆流を防ぎ、主電源とバックアップ電源の間をシームレスに切り替える必要があります。このようなICが適した標準的なアプリケーションとしては、フリートやアセットの追跡、車載GPS用のデータ・ロガー、車載テレマティクス・システム、自動料金収受システム、セキュリティ・システム、通信システム、工業用バックアップ・システム、USBで給電/充電できる機器などが挙げられます。図1は、このような用途向けの標準的なアプリケーション回路例です。この回路では、リチウムイオン・バッテリに対応するバックアップ・マネージャIC「LTC4040」を使用しています。LinearTM製品です。LTC4040によって構成したバックアップ電源回路。PFIの閾値は、ユーザが設定することができます。LTC4040は、外付けのFETを使って、60Vを超える入力電圧から自身を保護するための過電圧保護(OVP)機能に対応します(オプション)。入力電流の制限機能(調整が可能)も備えており、バッテリの充電よりもシステムの負荷への給電を優先しながら、電流の供給量に制約がある主電源に対応して動作することができます。バックアップ動作が働く際には、外付けの遮断用スイッチによって、システムから主電源を切り離します。LTC4040を使用し、2.5Aに対応するバッテリ・チャージャを構成する場合、リチウムイオン・バッテリやLiFePO4イオン・バッテリ向けに最適化された8種類の充電電圧の中から、必要なものを選択可能です。喪失を通知するインジケータ、システムの電源喪失を通知するインジケータなどを備えています。スーパーキャパシタも、バッテリと同様の役割を果たします。長時間にわたる電源の喪失ではなく、短い時間だけ大電力を供給できればよいシステムに適しています。通常、このようなバックアップ電源向けのICには、主電源が一時的に遮断された場合に、2.9V~5.5Vの電源レールを維持する能力が求められます。先述したように、スーパーキャパシタでは、バッテリよりも高い電力密度が得られます。そのため、短時間だけ大きなピーク電力を供給する必要のあるバックアップ・システムに対して、適切な選択肢となります。この用途に向けたチャージャICとしては、「LTC4041」が挙げられます。Linear製品です。LTC4041は、双方向/同期整流方式のDC/DCコンバータを内蔵しています。これにより、高い効率で降圧を行い、スーパーキャパシタを充電することができます。高い効率で昇圧を行うことも可能であり、大電流を供給できるバックアップ電源としての機能も提供します。主電源を利用可能な状況では、同ICは、システムの負荷に対する給電を優先しつつ、1個または2個のスーパーキャパシタ・セルに対応する降圧型バッテリ・チャージャとしても機能します。入力電源が、PFIの閾値(調整が可能)を下回った場合、LTC4041の動作は昇圧モードに切り替わります。それにより、スーパーキャパシタからシステムの負荷に対して、最大2.5Aの電流を供給します。電源に障害が発生した場合には、同ICが備えるPowerPathTM制御の機能によって逆流を防ぎ、主電源とバックアップ電源の間をシームレスに切り替えます。Drive)などが挙げられます。図2に、LTC4041を使用して構成した標準的なアプリケーション回路例を示しました。LTC4041を使用して構成したスーパーキャパシタ用のバックアップ回路LTC4041は、外付けのFETを使って、60Vを超える入力電圧から自身を保護するためのOVP機能に対応します(オプション)。スーパーキャパシタ用のバランス回路も内蔵しています。これは、各スーパーキャパシタへの印加電圧を均等に保ちつつ、それぞれの最大電圧を所定の値以下に制限するというものです。入力電流の制限機能(調整が可能)も備えており、スーパーキャパシタの充電よりもシステムの負荷への給電を優先しながら、電流の供給量に制約がある主電源に対応して動作することができます。バックアップ動作が働く際には、外付けの遮断用スイッチによって、システムから主電源を切り離します。喪失を通知するインジケータ、システムの電源喪失を通知するインジケータなどを備えています。まとめシステムの中には、主電源が故障したり、一時的に給電が途絶えたりした場合でも、動作し続けることを求められるものがあります。したシステムには、バックアップ電源を用意すべきです。LTC4040/LTC4041をはじめ、バックアップ・システムの管理というニーズに向けたICは、数多く存在します。それらのICを使用すれば、ストレージ・メディアがスーパーキャパシタ、電解コンデンサ、バッテリのうちいずれであっても、主電源の中断/喪失に対応して、バックアップ用の電力を簡単に供給することができます。システムには、一時的にバースト電力が必要になるものもあれば、長時間にわたるバックアップ電力を要するものもあります。LTC4040/LTC4041を採用すればどちらの要件にも対応でき、必要に応じて適切なバックアップ電力をシステムに確実に供給することができます。Linear製品グループのプロダクト・マーケティング・ディレクタです。電力変換と電源管理製品の導入から廃止までの全期間にわたるすべてを担当しています。Semiconductors、Intelでマーケティング、セールス、経営などのさまざまな業務を経験しました。英国マンチェスター大学から応用数学の名誉理学士号を取得しました。グループに所属するシニア製品マーケティング・エンジニアです。ドライバ、スーパーキャパシタ用のチャージャ、低電圧対応のモノリシック型スイッチング・レギュレータ、理想ダイオード・デバイスを担当しています。おいて、マーケティングや製品エンジニアリング関連のさまざまな職務を担当しました。年に物理学の修士号を取得しました。年にはフェニックス大学で技術管理分野の経営学修士号も取得しています。プライベートでは、子供たちとの時間を楽しむとともに、ピンボールやアーケード・ゲーム、マッスルカーなどにも興じています。つの趣味は、ビンテージ・トイや映画/スポーツ/自動車に関する記念グッズの売買/収集を行うことです。日本語アナログ・デバイセズは、ウェブサイトの利便性を向上させるためにCookieを使用しています。弊社の会員サービスへ安全にログイン頂くための必要不可欠なCookieと、機能性を高めウェブサイトを最適化するためのCookieがあります。ウェブサイト上での活動データの収集は、弊社の製品およびサービスを改善するために使用されます。当サイトが提供できる最高のパフォーマンスと機能をお使いいただくために、クッキーを承認することをお勧めします。クッキーの詳細をご覧ください。プライバシーポリシーの詳細はこちらをご覧ください。承認して続ける承認して続ける使用されるCookieは、次のように分類されます。必要不可欠なCookie:analog.comの閲覧に必要、または機能的に提供される特定のCookieです。顧客情報をネットワーク送信するという目的に使用されます。お客様が要求するオンラインサービス(技術問合せ送信や、オンラインでの製品購入など)を提供するために必要不可欠です。分析/パフォーマンスCookie:これらのCookieにより、訪問者の数を認識してカウントし、訪問者がWebサイトをどのように移動するかなど、ウェブ分析またはその他の形式の情報を測定できます。これにより、たとえばユーザーが探しているものを簡単に見つけられるようにウェブサイト上のリンクを設定/調整するなど、ユーザビリティの改善に役立ちます。機能的Cookie:これらのCookieは、お客様が当社のウェブサイトに戻ったときにお客様を認識するために使用されます。これにより、コンテンツをパーソナライズし、個人設定(言語や地域の選択、会員サービスへのログイン情報など)を記憶することができます。これらのCookieの情報が失われると、サービスが機能しなくなる場合がありますが、ウェブサイトが機能しなくなることはありません。ターゲティング/プロファイリングCookie:これらのCookieは、当社のWebサイトへのアクセス、およびサービスの使用、アクセスしたページ、追跡したリンクを記録します。この情報を使用して、ウェブサイトとそこに表示される広告を顧客の興味に関連するものにします。その目的のためにこの情報を第三者と共有する場合があります。時間のないエンジニアの皆さんのために、セミナー情報や興味のある製品に関連したさまざまな技術情報を集めてタイムリーにお届けします。AnalogDialogueなどもご紹介しています。