事例１．マイコンEOLに対応したリニューアル設計

概要

お客様の産業機器向け制御基板で使用しているマイコンのEOLに伴う代替設計に際して、ワンチップマイコンを用いて同等機能を持つシステムに再設計を実施。
部品点数削減によるコスト削減と、部品入手性を改善しました。

 

 

再設計内容

• 生産中止となるマイコンをワンチップマイコンに置き換え、プログラム格納用ROMを内蔵FLASHに変更することで部品削減
• 産業機器の状態記憶方法を変更することで部品削減

現行品：　外付けRAMに状態データを保存（バックアップ用電池併用）
　↓
再設計品：マイコン内蔵RAMに状態データ保存。電源遮断時は内蔵FLASHに状態データを書き込み保持。

• マイコン変更に伴う電源の再設計
• 入出力機器、産業機器とのインターフェースが現行品と同等になるよう、インターフェースブロックに電圧変換機能を付加して再設計

 

再設計フロー

WTIでは以下のような設計フローでお客様と情報を共有して開発を実施しています。

【関連リンク】

• 事例2．電源回路部品のEOL対応に伴う実装基板の小型化
• 事例3．デジタル制御電源アイソレーション回路変更
• 事例4．ジョイスティックのEOL対応
• ～「ハード」な課題を「ソフト」な発想で解決～【EOLお悩み解決ストーリー】

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• EOL（生産中止・ディスコン）対応事例
• 受託範囲
• Wave Technology(WTI)のEOL対応が支持される理由

EOL対応受託範囲

パワーモジュールでは、kWレベルの大電力を扱うため、通電のON／OFFを繰り返すことで熱応力が発生し、製品内部及び製品を放熱系統に取りつける部分に大きなストレスが発生します。 ストレスが繰り返し発生すると、

• 製品の性能低下や破壊
• 製品を取りつけるグリース劣化による放熱性低下に伴う製品破壊

といった症状が見られるようになります。

パワーサイクル試験は、このような課題に対する実⼒及び寿命を予測するために⾏われる試験項目のひとつです。 目的に応じ、ショートパワーサイクル、ロングパワーサイクルといった2 種類の試験があります。

対応する試験は規格として制定されており、JEITA-ED-4701/601 602 603。車載用電子部品ではAEC-Q101で規格化されています。 また、規格に準拠した試験以外にも、グリース評価をするための試験や、SiC等の開発で双方向通電をおこなう等、目的によって様々な条件で試験が実施されています。 WTIでは、品種や条件で多くの組み合わせがある中、得意のカスタム計測・制御技術を活かし、制御環境の構築及び改良をおこなっております。実際の試験は、専用の試験ルームと人員を確保されているパートナー会社で試験受託しており、協業する形でビジネスを展開しております。

特にAEC-Q101では、ロット77台×3ロットの試験を行う必用があり、対応が可能な受託会社は非常に限られます。

パワーデバイスの開発サポートという着眼で見ると、WTIではパワーモジュールの静特性評価・スイッチング評価はもちろんのこと、10年以上の経験を活かし、熱・応力解析による構造開発サポートもおこなうことが可能です。 また、モジュール単体だけではなく、DC-DCコンバータ等の電源システム開発までWTI内でサポートできる体制が整っております（～数kWクラスまで）。

WTIはデバイスからシステムまで、お客様の課題に対し、広範囲にサポートすることができる稀な会社です。

自動車では世界的なEV推進の加速により、電動化の波が押し寄せてきております。これからの時代、各社が得意な技術を持ち合い、協業により技術開発を加速していくことが益々重要になってくると考えています。 WTIの活用をお待ちしております。

パワーデバイス・パワーモジュール評価事例

１．静特性評価

カーブトレーサを用い、静特性データを取得。 2000V、400Aクラスまでの製品に対応可能。

従来、2台のカーブトレーサを使い分けて測定する必要のあった製品を一括で自動計測。

２．動特性評価

600V、300Aクラスの評価実績あり。

評価環境抜粋

等価回路例

代表波形

※ゲートドライバはお客様支給を前提としております。 個別準備も可能ですが、その場合、個別に相談となります。

３．構造解析、信頼性試験

• クロスセクション 表面、断面解析等、目的に応じて実施内容をご提案いたします。
• 信頼性試験 弊社及びパートナー会社にて、各種信頼性試験を行うことができます。 パワーサイクル試験については、内容をお聞きしパートナー会社の紹介含め、個別にご提案いたします。

４．パワーサイクル試験（パートナー会社様提供）

①パワーサイクル試験の動作原理 続きを読む →

■基板層数低減を実現します

• パッケージのピン配置の入れ替え
• 部品配置の最適化
• 配線の引き出し方、ビアの打ち方などの考慮

などの対策により、層数低減をご提案し、お客様の原価低減に貢献いたします。

基板層数低減の実績（例） ◆カーナビ ：8層ビルドアップ ⇒6層貫通基板に ◆映像(TV)カメラ ：10層IVH ⇒8層貫通基板に
	→

■最適なピン配置をご提案します 不要な配線やビアの引き出し方を考慮することで電源プレーンの安定化を図ります。 お客様のメリット

• 配線・実装面積縮小
• 安価な基板
• 基板層数低減

悪いピン配置の例		最適ピン配置の例
	→
電源・ 続きを読む →

■目次

• イントロダクション
• ダイオードのI-Vカーブはどんな意味を持っているか？
• 直列抵抗成分をもう少し詳しく解説すると
• 単純TEGモデルにおいても考えるべき事は多い・・・
• TEG測定での落とし穴
• 製品環境でのパッケージ熱抵抗測定技術
• 従来一般的に行なわれてきている手法
• 従来手法の問題点
• ダイオードと寄生回路が混在した状態した場合、どのような動作になるか？
• 弊社が考案した手法の実例紹介
• 弊社考案方法の方向性
• 具体例紹介　・・・　SH2マイコンを使った確認事例
• 製品動作時発熱エリアを考慮した熱抵抗はどうなるのか？
• 熱抵抗検査装置ご紹介

イントロダクション

半導体の熱抵抗を正しく測定できていますか？

ダイオード

測定用素子として良く利用されるダイオード（PN接合）の特性を理解しないと、正しく測定できない場合があります。

 

ダイオードのI-Vカーブはどんな意味を持っているか？

●ダイオードのI-Vカーブは指数特性で表現される

箱物筐体製品の放熱対策を行う際、筐体壁から外気へ熱輸送させる対策が大半です。
このような、筐体を使った放熱対策を熱輸送の３要素から簡単に説明します。

＜熱輸送の３要素＞

• 対流熱伝達
  • 熱を帯びた分子の移動による熱移動
• 放射（輻射）
  • 電磁波による熱移動
• 熱伝導
  • 物質内の格子振動・自由電子による熱移動

■目次

• 説明に使用するモデル仕様
• 対流熱伝達による放熱効果
• 対流熱伝達による放熱効果のまとめ
• 放射による放熱効果
• 熱伝導による放熱効果
• 熱伝導の盲点
• 放熱対策に多大な費用をかけていませんか？
• 発熱部品の厳密モデルを作るには
• 発熱部品を高精度に分析する熱測定技術

 

説明に使用するモデル仕様

ワイヤレス給電は、無線電力伝送、無線給電、非接触電力伝送、Wireless Power Transfer (WPT)などとも言われ、電子機器の給電をワイヤレスで行うこの技術は、先端技術を駆使するIoT機器の無線端末への給電手法として、近年注目されている技術です。

ワイヤレス給電は現在、国内外で新しい規格検討が活発に行われており、スマートフォンやウェアラブル端末などの小電力アプリケーションに限らず、EVなどの大電力アプリケーションの製品化も間近に迫ってきています。

そんな中、当社のワイヤレス給電技術は、経済産業省近畿経済産業局の「関西ものづくり新撰2018」に選定されました。

当社のワイヤレス給電は、磁界共鳴型という方式を用いています。この方式は、伝送距離が長い、高効率であるなどの特長を有しています。

また、龍谷大学のご支援の下に７年間に亘って技術開発に取り組み、アンテナの形状、ターン数、太さと伝送効率の関係、伝送距離と伝送効率の関係、整合回路など、磁界共鳴型ワイヤレス給電に必要な技術を蓄積してまいりました（関連特許3件保有)。

これらの蓄積した技術を基に、お客様のご要望にあわせた最適設計を実施いたします。

実際に電力伝送を行うためには、アンテナ設計以外にも、様々な技術と組み合わせる必要がありますので、受託設計をはじめとして、お客様のご要望に合せたソリューション提案をしてまいります。

WTIは、本社所在地は関西ですが、日本全国どの地域でも対応しております。
ご相談は無料ですので、まずはご連絡ください。

■ワイヤレス給電用コイルの受託設計サービス

• アプリケーション(機器)に合わせた最適なコイルを設計いたします。
• 電磁界シミュレータを活用してコイルの各種パラメータ(直径や巻き数など)の最適化を行い、低損失のコイルを設計いたします。
• コイルと周辺回路(高周波電源や受電回路など)との接続を最適化することで、御要望の伝送距離で伝送効率を最大化いたします。

■磁界共鳴方式ワイヤレス給電の受託評価サービス

• ワイヤレス給電部分の伝送効率や出力電力の評価を実施いたします。
• 磁界共鳴の調整を行い、伝送効率が最大となるよう調整いたします。

ワイヤレス給電について
ワイヤレス給電用コイルの設計事例
磁界共鳴方式ワイヤレス給電評価の事例

 

ワイヤレス給電について

無線電力伝送でよく用いられる電磁誘導方式の電力伝送は概ね1 cm 続きを読む →

 

このようなことでお困りではないですか？
✔　新機種・派生機種に防水・防塵の機能を持たせたい
✔　放熱や強度を考慮した筐体設計をサポートしてほしい
✔　筐体の小型化を検討してほしい
✔　仕様決めは設計を進めながら詰めていきたい
（一定費用で定量的に設計検討業務を委託したい）

 

筐体設計

WTIの筐体設計には3つの特長があります。

ものづくりを意識した設計

●樹脂製品の加工（射出成型、切削）の違いを考慮した設計 ●試作品の組立性を考慮した設計

防水設計

●防水化設計の経験が豊富 ●防水試験設備を保有しており、IP防水試験だけでなく限界試験も可能

シミュレーションを活用した設計

●フロントローディングで事前に設計課題の抽出・対策が可能 ●設計根拠のエビデンスをご報告可能

 

【防水試験の請負サービスはこちら】

【受託可能な業務範囲】

実装部品・ユニット部品の概略配置検討から、機構設計（防水設計・小型化）、試作・評価、課題の解決といった一連の業務をワンストップで請負・受託いたします。

仕様検討	詳細設計	試作評価
●仕様打合せ ●基本構造検討	●レイアウト設計 続きを読む →

【製品開発のトータルコーディネートが可能】

Wave Technology（WTI）には、製品開発で必要となる全ての設計部隊（電気、機構、基板、ソフト）が揃っており、これらを一括で受託し社内で綿密に連携して設計を進めるため、デザイン、コスト、性能などを最適化した製品に仕上げることが可能です。

また、位置検出、ワイヤレス給電、信号処理、画像認識、AI など近年の製品開発でニーズの多い要素技術についても社内外のネットワークを活用し製品に組み込むことが可能です。

【試作もスピーディーに対応】

Wave Technology（WTI）は試作専門の製造メーカと複数のネットワークを有しております。
また、部品調達は基本的にネット通販で行うため、部品の納期に伴う試作遅れなどは発生しません。

設計段階から試作時の入手性を見据えて部品を選定するため部品の納期トラブルは発生しません。
4層基板であればプリント基板の製造から実装までおよそ2週間で対応いたします。

充実した評価設備で機能・性能を確認
電気的な検証に必要なオシロスコープ、マルチメータ、スペクトラムアナライザー、ネットワークアナライザ、恒温槽はもとより、200名規模の設計会社としては異例の電波暗室や防水試験機まで保有しており製品として求められる機能・性能を確認いたします。

電波暗室	防水試験機

電気設計受託範囲

フィルタ回路設計評価

必要な周波数のみ最小限の損失で通過させ、不要な周波数は確実に減衰させる回路がフィルタ回路です。
通過させる周波数により、

があります。
 
WTIでは、周波数200MHz～12GHzにおいて、L/Cを用いた各種フィルタ回路、マイクロストリップラインを用いた各種フィルタ回路の設計・評価の実績があります。
またこれらを組み合わせることで、お客様の目的に合ったフィルタ回路をご提案します。
 

フィルタ等価回路	フィルタ特性

 
【主な開発実績】 続きを読む →