LED Lighting Solutions Guide Edition 1, July 2011 LED照明 拡大しつつあるLED照明の 役割 発光ダイオード(LED)は急速に進化を 遂げ ている技術であり、多くの汎 用 的な照明アプリケーションで利用可能 になりつつあります。通常、ソリッド ステート照明(SSL)と呼ばれています。 LED照明アプリケーションの最も適切 な例としては、民生、産業、および住 居の各環境における屋内使用や、街灯 や駐車灯などの屋外使用、また建築・ 装飾照明(あらゆる色で発光する能力が あるため最初にLEDが採用されたアプ リケーション)などが挙げられます。 LEDは、建築照明用に効果的なソリュー ションとして使われ始めてしばらくにな りますが、現在、LEDは主流の汎用照 明市場に浸透しつつあります。これは、 以下に示すように、他の照明技術と比 べてLEDがより優れた性能を持ち合わ せた結果です。 •• LEDは他の照明技術に比べてはる かに長寿命です。白熱電球が1,000 時間〜2,000 時間、電球型蛍光灯 (CFL)が約5,000時間〜10,000時 間であるのに対し、LEDは50,000 時間の間、動作可能です。この際 立って長 い 寿 命 のため、LEDは、 ラン プ 交 換 に 多大 の人 件 費を 要 する、民生および産業用の多数の 照明アプリケーションに最適です。 •• LEDのエネルギー効率は白熱電球や ハロゲンランプよりも優れており、 ほとんどの場合、蛍光灯と同等です。 さらにLEDのエネルギー効率は継 続的に向上しており、現在、白色 LED (WLED)のエネルギー効率は今 後3年〜4年の間で約50%向上する と予測されています。 •• LEDは形状が小さくなっています。 LEDは、CFLが 収まらな いMR16 やGU10など、ある特定のランプ形 状に適合します。 •• LEDは、適切なドライバを使用す れば 調光が 可能です。アプリケー ションが調光を必要とするとき、蛍光 灯 では 技術 的な 限界があります。• 従 来 のLED設 計 にも 同 様 の 問 題 はありますが、Maximの革新的な LEDドライバを使えば、トライアック 1 調光器や立下りエッジ調光器にも 適合可能です。 •• LEDは集束した光を提供すること ができます。他の照明技術とは異な り、狭角反射ランプのように、極め て 指 向 性 の 強 い 光を 必 要 とする アプリケーションに適しています。 •• LEDの 能 力は低 温で 向 上します。 蛍光灯の能力は低温で低下します が、対照的にLEDは、冷蔵庫の照明 など、周囲温度が低いアプリケー ションに最適です。 •• LEDは発光する色を変えるのが極 めて簡単です。このため、RGBの LEDは、リアルタイムで光の色を変更 する必要のある建築照明やムード 照明などのアプリケーションに最適 です。 まと め る と、LEDに は、 白 熱 電 球、 ハロゲンランプ、および蛍光灯に比べ て多くの利点があります。このため設計 者は、LED照明を使用するさらに多く のアプリケーションを見い出し続けて いますが、これについて論じても際限 がないため、このレビューでは、2つ のみ、ただしタイムリーなアプリケー ションであるLEDレトロフィットランプ と遠隔制御のLED照明に焦点を絞り ます。 LEDレトロフィットランプは、同じソ ケットの、白熱電球、ハロゲンランプ、 または蛍光灯と置き換えるために開発 されたものです。このLEDランプは既 存の形状に一致し、既存のインフラス トラクチャに適合する必要があります。 遠隔制御の照明用のLEDは、調光や 発光色の変更において、より優れた柔 軟性を発揮します。LEDランプは本来、 デジタルシステムであるため、照明自 動化のための通信を容易に統合する ことができます。ワイヤレス通信や電 力線通信(PLC)の遠隔操作によって、 電力消費が減り、運転コストやメンテ ナンスコストが低減され、新しいLED アプリケーションが可能になります。 LEDレトロフィットランプ 多くの人が主張しているように、LED レトロフィットランプ 市 場 は 今日の LED照明において最も急激な成長を遂 Maximは、レトロフィットランプ用の調光可能でちら つきのないLEDドライバソリューションを提供します。 げたアプリケーションであると考えら れます。この急成長の理由は実際のと ころ極めて単純なことです。これらの ランプは、電気インフラストラクチャ• (ケーブル 敷 設、 トランス、 調 光 器、 およびソケット)を新たに必要としない からであり、これはLED技術の大きな 強みです。 LEDランプを既存のインフラストラク チャに装着する場合、設計者にとって 以下の2つの要素が課題となります。 1. 形 状。レトロフィットランプ は、 以前の光源の形状に一致する必 要があります。 2. 電気的な適合性。レトロフィット ランプは、既存の電気インフラ• ストラクチャでちらつきを起こす ことなく、正しく動作する必要が あります。 各課題について順に説明します。 既存の形状に一致 既存の形状では、レトロフィットランプ• に対して物理的制約(すなわち、ドラ• イバ 基 板 が 十 分 に 小 さくな け れ ば• ならない)および熱的制約が加えられ• ます。これらの制約は、交換ランプの• 設計(PAR、R、およびAなどの形状)に• 関する課題や、さらにはMR16やGU10の• ような小さな形状に関して特に克 服• が 困 難 な 課 題 を も って い ま し た。• このため、M a x i mは、M R16アプリ ケーション用の、MOSFETを内蔵した ドライバIC (MA X16840)を用意して います。 LED照明 レトロフィットの場合、サイズが重要 ですが、熱的制約の問題はさらに重要 な意味をもちます。LEDは可視光のみ を放射します。つまり、他の技術のよ うに赤外波長のエネルギーは放射しな いということです。このように、LED は白熱電球やハロゲンランプに比べて エ ネル ギ ー 効 率 は 優れています が、 ランプ内の熱伝導によってはるかに多 くの熱が放散されます。 熱放散もランプが生成することができ る光の量に対する主な制約要因です。 今日のレトロフィットランプのLED技術 は、主流の市場で受け入れられる輝度 レベルにかろうじて達している程度で す。輝度の制約を打破すること、およ び熱設計を行うことが商業的に成功す る製品設計のための必須要素となって います。 熱放散に必然的に伴う問題は、ドライ バ基板の寿命です。多くの光を放射す るには、ランプをかなり高温(+80℃〜 +100℃)で動作させる必要があります。 このような高温では、ドライバ基板の 寿命がランプ全体の動作を制限するこ とになります。電解コンデンサは、高 温で機能しなくなる最初の部品である ため、最大の課題となります。 Maxim の120VAC/230VAC お よ び 12VAC用のLEDドライバソリューション はLEDのリップル電流の増加が 許容 範囲内であれば、電界コンデン サを 使用しないというオプションを選択で きます。顧客が電解コンデンサを使用 することを選択した場合においても、 Maximのドライバソリューションは、 フォルトトレランス機能を備えている ため、電解コンデンサの劣化によって LEDのリップル電流は増大しますが、 ランプは動作不良を起こしません。 電気インフラストラクチャとの 適合性 レトロフィットLEDランプは、カットアン• グル(トライアックまたは立下りエッジ)• 調光器や電子トランスを搭載したイン フラストラクチャで正しく動 作 する 必要があります。 120VAC/230VACラインを取り除くこ とで、ランプよりもトライアック調光器 が重要になる可能性があります。トライ• アック調光器は、完全な抵抗負荷で• ある白熱電球やハロゲンランプで正し く動作するように設計されています。 しかし、レトロフィットLEDランプでは、 LEDドライバは一般的に極めて非線形 であり、完全な抵抗 負荷ではありま せん。したがってこの入力ブリッジ整 流器は、AC入力電圧が正と負のピー クに達したとき、一般的に、短時間で 大きなピーク電流を消費します。この LEDの動作によって、トライアック調 光器は、必要な起動電流や保持電流 が得られず、正しく動作しなくなります。 結果として、調光器は稼働時に正常に オン／オフできなくなり、LEDランプの 光はちらつきを生じることになります。 MR16 AC SUPPLY 120VAC/ 230VAC TRAILINGEDGE DIMMER (OPTIONAL) ELECTRONIC TRANSFORMER 12VAC LV LED DRIVERS A20 AC SUPPLY 120VAC/ 230VAC TRIAC DIMMER (OPTIONAL) 90VAC TO 265VAC LED DRIVERS MR16とオフラインランプのブロック図。Maximが推奨するソリューションの一覧については、japan.maxim-ic.com/lighting をご覧ください。 japan.maxim-ic.com/lighting 2 LED照明 12VAC入力ランプの場合、電気イン フラストラクチャはさらに複雑になり ます。電子トランスや立下りエッジ調光 器がランプの入力に接続される可能性 があるからです。この場合も、従来の ブリッジ整流器とDC-DCコンバータの トポロジを使用する12VAC入力ランプ ドライバ は、 トランスと調 光 器との 不整合によってちらつきを生じます。 Maximの120VAC/230VACと12VAC 入力ランプ用のLEDソリューションで は、シングルステージ変換を使用して います。これらのソリューションは、調 光を行ってもちらつきを生じないよう に、入力電流を整形することによって、 トライアック調光器や立下りエッジ調 光器および 電 気トランスとの 整合 性 を保っています。この機能に対応する MR16ランプ用のソリューションは他に はありません。またPAR、R、および Aランプ用のソリューションはほとんど• ありません。さらに、これらのソリュー ションは90％以上のより優れた力率 補正に対応し、外付け部品をほとんど 必 要としません。120VAC/230VAC 入力ソリューションはMA X16841を使 用しています。一方、12VACソリュー ションはMAX16840を採用しています。 どちらの製品も評価用および量産用と して利用可能です。 街灯、駐車灯、および室内灯の 遠隔制御アプリケーション 前述したように、LEDは、調光や発光 色の変更において優れた設計の柔軟 性を備えています。この汎用性によっ て、LEDは、建築照明、室内環境照明、 および調光可能な街灯や屋外照明など のアプリケーションに最適といえます。 これらのアプリケーションはすべて、 LEDランプをリモートでコントロールす る技術を必要とします。これらのアプ リケーションが市場で成功を収めるた めには、照明インフラストラクチャを 新しいLED技術に置き換えるためのコ ストを最小限に抑える必要があります。 当然のことですが、現在のインフラス トラクチャを再 利 用可能 なソリュー ションが最も早く市場に浸透すること でしょう。 ISOLATED AC-DC POWER SUPPLY SWITCH DEBOUNCER POWER SUPPLY (DC-DC, LDO) HIGH-BRIGHTNESS LED DRIVER PWM DIMMING 遠隔制御のLED照明に変更するとき、 最も費用がかかると思われるインフラ ストラクチャの改善作業は、LED照明 を制御するための配線です。幸いにも、 LEDランプは、PLC技術を使用して既存 の電力線によって制御することが可能 です。 PLC技術によって長距離の通信が可能 になります。G3-PLC™などの新たに 生まれた規格を含む、新しいOFDM ベースのPLC技術によって、ノイズ耐性 や相互運用性が実現し、照明制御アプ リケーションを簡単に統合することが できます。 遠隔制御のLED照明ソリューションの 主要な設計要件は次のとおりです。 •• 通信距離。これはアプリケーション によって決まります。室内住居向け のアプリケーションでは、30mの 通信距離があれば十分です。街路 照明においては、数kmの通信距離 が求められます。 •• 低消費電力。LEDの重要なセールス ポイントの1つとして、エネルギー 効率が高いことがあります。消灯状態 では、LEDランプの消費電力を最 小限に抑え、通信回路のみがアク ティブとなることが重要となります。 LED ARRAY TEMPERATURE SENSOR FAULT REPORTING ANTENNA POWER MEASUREMENT SoC AMBIENT-LIGHT SENSOR PROXIMITY DETECTOR WIRELESS Rx, Tx OR SUPERVISOR H AC LINE HPF OR LINE DRIVER POWERLINE AFE POWERLINE MAC/PHY N PLCやワイヤレスリンクで制御されるLED照明システムのブロック図。推奨ソリューションについては、• japan.maxim-ic.com/lightingをご覧ください。 3 LED照明 •• 通信速度。照明アプリケーションの 中には、調光の制御や予想される• 障害の検知のために、低ビットレート の通信(すなわち数kbps)しか必要 としないものがあります。しかし、 大規模なランプネットワークや建築 照明では、最大100kbpsのデータ レートを必要とする場合があります。 一例として単一のPLCで制御され るネットワークにおける数百台の街 灯の稼働があります。 遠隔制御の照明には、ほとんどの場合、 ディスクリート部品として、または別の• ICに内蔵されて、マイクロコントローラ が搭載されています。複雑な通信プロ トコルと複雑なスタックがともに適用 されないかぎり、基本のマイクロコン トローラで通常は十分です。マイクロ コントローラの役割としては、一般的 に、通信プロトコルの復号化、LEDド ライバへの調光信号の生成、障害の 検出、およびランプの照明効果の制御• (たとえばシアターでの調光)があります。 室内照明アプリケーションのワイヤレ ス通信用として、MaximはMA X1473 レシーバとMA X1472トランスミッタ を用意しています。これらの製品を使 用すれば、室内環境において30m〜 50mの通信距離にわたって300MHz 〜450MHzのフリー帯域での通信が 可能となります。 PLC用として、Maximのソリューション には、G3-PLC準拠のMAX2992ベース バンドとMA X2991アナログフロント エ ンド(AFE)が あります。 これ ら の• デバイスは、電力線のトランスミッタ/ レシーバのチップセットを形成し、数 百m〜10km以上の距離にわたって最 大300kbpsのデータレートでデータ を送 信 することが できます。 この 通 信距離によって、デバイスは街路照明 アプリケーションに最適となります。 MAX2992は、OFDMと適応型トーン マッピングを使 用して、電 力線を 経 由した堅牢な通信を実現しています。 MA X2992は、IEEE ® P1901.2予備 規格に準拠しています。 エネルギー測定 世界中のエネルギー需要は、私たちの 発電能力を上回る速度で増大すると 予測されています。国際エネルギー機関 (IE A)は、地球全体の電気の使用量の 約17.5%を照 明が占め ると算出して います。これは、2,200テラワット時 (T Wh)を超える値となり、世界中のす べての原子力発電所が1年で生成する 電力を超えることになります。IE Aは、 G8に対するエネルギー効率アドバイザ として、一丸となって新しい技術の実 現に取り組まない限り、照明のための 電気使用量が2030年までに劇的に増 大すると述べています。エネルギー効 率の向上とエネルギー管理の改善が、 この潜在的なエネルギー危機を回避す るために必須となります。 エネルギー管理の改善および(その結 果として)総合的な測定システムが必要 不可欠になります。電力消費について のフィードバックを導入することで、閉 ル ープシステムの利点がもたらされ、 浪費を削減することができます。また、 エネルギー使用者に自分たちの電力• 消費を目で見てはっきりわかるように することで、消費者のエネルギー問題 への関心を高めることができるように なります。 正確な測定を行うことによって、電力 消費の動作を把握、確認、および変 更するために必要なフィードバックを 得ることができます。エネルギー管理 の制御ループを実装し、保守と障害の 診断を詳細に検討することが重要とな ります。 屋外照明の場合、正確な測定は、調 光や実際の電力消費に基づいた課金 によって、自治体の電気費用の低減を 可能にしますリレー制御パネルで、正 確な測定を行うことによって、エネル ギー管理の監視と検証のフィードバッ クが得られるため、LEED格付、ISO 50001の取得、および時間帯別の課 金調整をすることができるようになり ます。 従来のような開ループ型の電気使用量 の管理方式では、粗雑で能率が悪い ため、信頼性が低下して配電の安定性 が 低 減します。 すべての 電子アプリ ケーションにおける電力効率を向上す べくエンジニアたちは奮闘しています が、効率の向上は問題の一要素にすぎ ません。 japan.maxim-ic.com/lighting japan.maxim-ic.com/lighting 4 LED照明 MOSFET内蔵のLEDドライバによってレトロフィットMR16ランプの ドロップイン交換を実現 MAX16840 利点 MA X16840はスイッチモードLEDドライバで、レトロフィットMR16 およびその他の12VAC入力アプリケーション向けに設計されています。 この製品は電子トランスおよび立下りエッジ調光器による調光性能との 互換性を確保するために独自の入力電流制御方式を採用しています。 この革新的なアーキテクチャによって、既存の電気的インフラを変更す ることなくハロゲンMR16ランプを置換することができるレトロフィット• LEDランプの設計が可能になります。これによって、実用化に対する 大きな障害が取り除かれ、エンドユーザーは非常に低い導入コストで LED照明のすべてのメリットを享受することができます。 •• ちらつきを生じない12VAC入力ランプ –– 大多数の電子トランスに適合 –– 立下りエッジ調光器および電子トランスで 調光可能 •• 信頼性の高いソリューションでランプの 寿命を延長 –– 電解コンデンサが不要 –– -40℃〜+125℃の動作温度 •• 基板を小型化しBOMコストを削減 –– 単一コンバータのソリューション –– 少ない外付け部品点数 –– 電解コンデンサが不要 アプリケーション •• 12VAC入力ランプ –– MR16 –– AR111 LEDLED+ DRAIN REFI EXT 12VAC IN MAX16840 COMP SOURCE FB GND MAX16840の標準動作回路 5 LED照明 インダストリアルグレードのLEDドライバによって外付け部品点数を削減 MAX16822/MAX16832 利点 MA X16822/MA X16832は、高入 力電圧でバックモードを備えた、• 最大1Aまたは500mAの電流に対応した高輝度(HB) LEDドライバで す。これらの製品は、LED電流のヒステリシス制御によって補償回路を• 必要としません。また、外付け部品をほとんど必要としないため、他の ソリューションと比較してBOMコストと基板面積を大幅に削減します。 ドライバにはスイッチングMOSFETが搭載されており、サーマルフォー ルドバックの非線形動作によるアナログ調光入力を備えています。 •• 外付け部品点数が少なくBOMコストを削減 –– ヒステリシス電流制御によって外部補償が 不要 –– スイッチングMOSFETを内蔵：• 最大1A (MAX16832)または500mA (MAX16822)の出力電流 –– 低入力コンデンサ：1µF •• 過酷な環境に最適なインダストリアル グレードのデバイス –– 6.5V〜65Vの入力範囲は12V/24V/48V 入力に適合し、入力電圧スパイクに対して 堅牢 –– -40℃〜+125℃の動作温度 –– 高周囲温度に対応した、8ピンSO-EP• パッケージ(MAX16832)による高い• 電力許容能力 –– サーマルフォールドバック入力による• 過熱時のLED保護 アプリケーション –– 街灯およびその他の屋外ランプ –– 建築照明 –– 照明器具 –– ハイベイランプおよびローベイランプ VIN RSENSE L CIN TEMP_I CS IN GND PGND MAX16822 MAX16832 DIM LX LX MAX16822/MAX16832の標準動作回路 japan.maxim-ic.com/lighting 6 LED照明 HB LEDドライバによるBOMコストの削減 MAX16819/MAX16820 利点 MA X16819/MA X16820はバックモードのHB LEDドライバであり、 電流が1Aよりも大きなアプリケーション用に外部スイッチングMOSFET を備えています。これらの製品によって、LED電流のヒステリシス制御 が可能となり、補償回路は不要です。外付け部品はほとんど必要とせず、 低コスト、小型パッケージサイズ(3mm x 3mm)で提供されます。これ らは、インダストリアルアプリケーションの過酷な動作環境において信 頼性のある製品となっています。 •• 部品点数が少なくBOMコストを削減 –– ヒステリシス電流制御によって外部補償が 不要 –– 単純で低コストなIC アプリケーション •• 過酷な環境に最適なインダストリアル グレード製品 –– 入力電圧範囲：4.5V〜28V –– 動作温度範囲：-40℃〜+125℃ –– 街灯およびその他の屋外ランプ –– 建築照明 –– 照明器具 –– ハイベイランプおよびローベイランプ •• 基板面積が限られたアプリケーションに 最適 –– 3mm x 3mmの小型6ピンTDFN• パッケージ –– MR16ランプおよびAR111ランプ VIN RSENSE L CIN CVCC IN CSN DIM VCC MAX16819 MAX16820 DRV GND MAX16819/MAX16820の標準動作回路 7 LED照明 オフラインLEDドライバによってスムーズな調光を実現すると同時に エネルギー効率を最大化 MAX16841* 利点 LEDドライバのMA X16841は、調光可能なオフラインレトロフィット ランプ(A、R、PAR、GU10など)用に設計されています。この製品によって、 白熱電球やハロゲンランプをLEDテクノロジにシームレスに交換するこ とができるため、あらかじめ導入されている調光器との適合性の問題が 解消されます。この製品の独自のアクティブPFC手法によって、光出力 の0〜100%の調光を極めてスムーズに実施することができます。汎用 入力(90VAC〜265VAC)で調光可能な設計が利用可能です。 •• 優れた調光性能 –– トライアック調光器を用いた、最大輝度 からゼロまでちらつきを生じない調光 –– デジタル調光器• (たとえばLutron Maestro)を用いた、• ちらつきを生じないランプ調光 アプリケーション –– 調光可能なレトロフィットランプ –– 汎用LED電球 –– 産業照明および民生照明 –– 住居照明 •• 高効率 –– 1つのスタートアップブリーダのみで• スムーズな調光を実現—保持電流• ブリーダは不要 –– 定周波制御で高AC線間電圧と• 低AC線間電圧での効率を最適化 •• 在庫コストと設計コストの削減 –– 汎用入力(90VAC〜265VAC)で• 調光可能なソリューション •• ランプ寿命の延長 –– ドライバ基板に電解コンデンサを搭載• しないオプション –– 電解コンデンサがある場合、ランプは• 電解コンデンサが故障しても動作を継続 LED+ VIN DIMOUT AC INPUT LED- REFI MAX16841 NDRV CS VTH COMP GND MAX16841のブロック図 *開発中。入手性についてはお問い合わせください。 japan.maxim-ic.com/lighting 8 LED照明 G3-PLCチップセットで大型ビルや大都市の照明を自動化 MAX2991/MAX2992 利点 A FEのM A X2991およびM AC / PH YトランシーバのM A X2992は、 大規模な照明群のPLCソリューション全体を実現します。MAX2992は、 DBPSK、DQPSK、およびD8PSK変調によるOFDM方式と前方誤り 訂正をともに利用して、電力供給網を使用した堅牢なデータ通信を実現 しています。改善されたCSMA /C AスキームとA RQスキーム、および メッシュルーティングプロトコルはともに、大規模な照明群と長距離の 通信をサポートします。これらのメカニズムによって、数百m〜10km以 上の距離にわたって最大300kbpsのデータレートでデータを送信する ことができます。チップセットは、街灯およびその他の大規模照明ネット ワークの長時間稼働に非常に適しています。 •• 世界的なコンプライアンス –– IEEE P1901.2、ITU G.9955 (G.hnem)、 およびIEC/CENELECの予備規格に適合 –– 周波数帯は、CENELEC™、FCC、• およびARIBに準拠 MAX2992 MACは、6LoWPANアダプテーション層を組み込んでおり IP v6パケットをサポートしています。IP v6アドレス指定では、ネット ワークの管理が容易になり、拡張性が向上します。インテリジェントな 通信メカニズムによって、さまざまなチャネル状況にわたってシステム性能 が向上し、インストールが簡単になります。これらのメカニズムとして、 チャネル推定、適応型トーンマッピング、およびベストパスルーティング プロトコルがあります。AES-128暗号/復号を用いたオンチップの認証 コプロセッサは、セキュリティと認証の機能を備えています。 MCU INTERFACE •• 内蔵の堅牢性メカニズムによって信頼性の ある高速通信を保障 –– 最大300kbpsのデータレート –– 前方誤り訂正と巡回冗長検査の2階層 –– AES-128暗号/復号を搭載した• CCM認証コプロセッサ –– ARQによって誤り検知とデータの信頼性 を向上 –– チャネルの状況に基づいて最適な• データレートを選択するダイナミック• リンクアダプテーション MAX2991 MAX2992 HOST APPLICATION µC •• IPv6対応のネットワーク接続によって 統合を簡素化 –– 6LoWPAN IPv6ヘッダ圧縮によって• ペイロードサイズを最大化 –– ダイナミックルーティングメカニズムで• メッシュネットワーキングをサポート –– CSMA/CAがマルチノードネットワークに おけるトラフィックを制御 Tx BLOCK PHY AFE LINE DRIVER Rx BLOCK HPF FLASH (G3-PLC FIRMWARE) G3-PLCチップセットMAX2991/MAX2992のブロック図 9 LINE COUPLER AC POWER LINE LED照明 プログラマブルエネルギー測定プロセッサが精度を向上し、 DALIスレーブとして調光およびリレー制御を管理 78M6613 利点 78M6613は、照明器具の入力AC電力とLEDランプのDC電力出力の 両方を測定するように設計された、単相エネルギー測定用の高集積 プロセッサです。 •• 通常のマルチチップユーティリティメータと 同程度の計測精度を実現 –– ワット時の測定精度：最大15秒の較正で• 0.5%未満の誤差、または較正なしで 2.5%未満の誤差 2000:1の電流範囲、あらゆる力率、および工業用温度範囲にわたって 測定した、既知のリファレンスを基準としたワット時精度の誤差は0.5% 未満です。性能および機能は、通常、マルチチップのユーティリティ メータで得られるものと同等であり、32ビットの計算エンジン、MPU• コア、32KBのフラッシュメモリ、2KBの 共 有R AM、2つのUA RT、 およびI2C/MICROWIRE ® EEPROMインタフェースまたはSPI™インタ フェースを備えています。この製品は、TeridianのSingle Converter Technology ®設計を特長としており、22ビットのデルタ-シグマADC、 4つのアナログ入力、デジタル温度補償、および高精度の電圧リファ レンスを搭載しています。外付け部品をほとんど必要とせず較正時間が 短いため、この単一のチップによって実装と製造のコストが大幅に削減 されます。 •• エネルギー監視にインテリジェント機能を 付加 –– 各照明器具の力率を測定することで、• データを利用した故障の予測が可能 –– 内蔵のゼロクロッシング情報を用いて• スパークを減少させることで、リレーを• 管理して平均寿命を延長 •• 開発期間の短縮 –– ソフトウェアサポートツールおよび• ハードウェアデザインガイドによって• 設計サイクルを簡素化 –– 顧客によるコード開発が不要 –– 低レベルのアプリケーションプログラミング インタフェース(API)が利用可能 –– あらゆる照明器具や照明器具の• 組み合わせに適切な1つのエネルギー• 測定サブシステムのSKU 顧客に役立つ、完全な一連のインサーキットエミュレーションと開発 ツールによって設計時間が削減されます。計測ライブラリは特に、単相 リレーの測定とスイッチ制御用に設計されています。ソフトウェア開発 キット、リファレンスデザイン、およびデザインガイドは、電力やエネル ギー測定の開発と認証の促進に役立ちます。 78M6613は鉛フリーの32ピンQFNパッケージで入手可能です。 SINGLE-PHASE AC CALIBRATION COMMANDS 78M6613 CONFIGURATION AND RELAY CONTROL AC LOAD MULTIPLEXER SINGLE CONVERTER TECHNOLOGY ARCHITECTURE SHUNT OR CT 2000:1 22-BIT ∆-∑ ADC 32-BIT REAL-TIME COMPUTATION ENGINE (CE) 8051 MCU SINGLE CLOCK/ INSTRUCTION 5MHz TEMPERATURE AND ALARMS STATUS GPIOs ACTIVE, REACTIVE, AND APPARENT POWER 2KB SRAM TEMP COMPENSATION 32KB FLASH VOLTAGE, CURRENT, AND LINE FREQUENCY UART POWER FACTOR AND PHASE ANGLE INTERFACE-SPECIFIC CODE 8051 AC-PMON POST PROCESSING 32-BIT CE 単相アプリケーションに組み込まれた78M6613のブロック図 japan.maxim-ic.com/lighting 10 LED照明 プログラマブルエネルギー測定プロセッサが、照明と電力の 制御ボックスの単相負荷を最大8つ監視 78M6618 利点 78M6618は、照明制御パネルの単相負荷を最大8つ監視するように 設計された、単相エネルギー測定用の高集積プロセッサです。 •• 単一のチップで、通常のマルチチップ ユーティリティメータと同程度の 計測精度を実現 –– 低電流負荷(0.01A)から最大動作負荷 (20A)まで、ワット時の測定誤差が、 • リレーブランチ当り0.5%未満 2000:1の電流範囲、あらゆる力率、および工業用温度範囲にわたって• 測定した、既 知のリファレンスを基準としたワット時 精度の誤差は 0.5%未満です。性能および機能は、通常、マルチチップのユーティ• リティメータで得られるものと同等 であり、32ビットのCE、MPU• コア、128KBのフラッシュメモリ、4KBの共有R AM、2つのUART、 およびI2C/MICROWIRE EEPROMインタフェースまたはSPIインタ フェースを備えています。この製品は、TeridianのSingle Converter Technology設計を特長としており、22ビットのデルタ-シグマADC、 10のアナログ入力、デジタル温度補償、および高精度の電圧リファ レンスを搭載しています。外付け部品をほとんど必要とせず較正時間が 短いため、この単一のチップによって実装と製造のコストが大幅に削減 されます。 顧客に役立つ、完全な一連のインサーキットエミュレーションと開発 ツールによって設計時間が削減されます。計測ライブラリは特に、8つ の単相リレーブランチ(同一相)の測定とスイッチ制御用に設計されてい ます。ソフトウェア開発キット、リファレンスデザイン、およびデザイン ガイドは、電力やエネルギー測定の開発と認証の促進に役立ちます。 78M6618は鉛フリーの68ピンQFNパッケージで入手可能です。 (ブロック図は次のページ) 11 •• エネルギー監視にインテリジェント機能を 付加 –– 各リレーブランチの力率を測定することで、 データを利用した故障の予測が可能 –– 内蔵のゼロクロッシング情報を用いて• スパークを減少させることで、最大8つの リレーを管理して各リレーの平均寿命を• 延長 •• 開発期間の短縮 –– ソフトウェアサポートツールおよび• ハードウェアデザインガイドによって• 設計サイクルを簡素化 –– 顧客によるコード開発が不要 –– Low-level APIが利用可能 LED照明 プログラマブルエネルギー測定プロセッサが、照明と電力の 制御ボックスの単相負荷を最大8つ監視(続き) CT1 LIVE OUTLET1 CT2 OUTLET2 CT3 OUTLET3 CT4 OUTLET4 CT5 OUTLET5 CT6 OUTLET6 CT7 OUTLET7 CT8 OUTLET8 AC-DC POWER SUPPLY LIVE NEUTRAL NEUTRAL V I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 V3.3A V3.3D GNDA GNDD 78M6618 I1 TEMP SENSOR I2 REGULATOR I3 I4 I5 I6 RAM A/D CONVERTER I7 I8 COMPUTATION ENGINE UARTs VBATT V2.5 TX1 RX1 CONSOLE TX2 RX2 EEPROM (OPTIONAL) I2C HOST μC, ADDITIONAL 78M6618s SPI V FLASH AUX BATTERY (OPTIONAL) TIMERS VREF DC POWER FAULT RELAY DRIVERS, 7-SEG LCD, ETC. V1 COMPARATOR DIGITAL I/O 80515 MPU RTC ICE OSC/PLL XIN XOUT 32kHz 78M6618電力とエネルギーの測定ICのブロック図 japan.maxim-ic.com/lighting 12 LED照明 推奨ソリューション 品名 説明 特長 利点 エネルギー測定 78M6613 AC負荷監視と制御ファームウェアを 組み込んだ、単相AC電力測定/監視SoC リアルタイムのエネルギー測定が可能、較正 オンチップのMPU+flash、2000:1のダイナミックレンジで 0.5%未満のWh誤差、内蔵のインテリジェントスイッチ制御、 パラメータのブート/ロードのための外付け 組み込みエネルギー測定システムによるコストの最適化、 部品が不要、フィールド更新の柔軟性を実現 測定アルゴリズム/データフォーマット/ホストインタ フェースプロトコルのカスタマイズが可能 78M6618 業界初で唯一のリアルタイム用SoC、最大 8つの単相AC負荷を同時監視 ポイントオブロードでレベニューレベルの オンチップのMPU+flash、2000:1のダイナミックレンジで 0.5%未満のWh誤差、内蔵のインテリジェントスイッチ制御、 精度を実現、スタンバイ電力モードから 測定アルゴリズム/データフォーマット/ホストインタフェース 最大動作負荷まで精度を維持 プロトコルのカスタマイズが可能 プログラマブルスイッチング周波数を備えた 絶縁型AC-DCとDC-DC電流モードPWMコント ローラ 整流された85V ~ 265V ACおよび絶縁型と非絶縁型 9.5V ~ 24V DC、最大625kHzのプログラマブルスイッチング 周波数、50μAの起動消費電流 低ノイズの干渉と実装面積の小さな ソリューションを設計可能 MAX16841 汎用入力範囲(90VAC ~ 265VAC)で調光可能な オフラインLEDドライバ トライアック調光機能のための入力電流の独自の制御と 整形 トライアック調光器によるスムーズな調光、 汎用入力による調光可能な設計 MAX16840 MR16およびその他の12VAC入力ランプ用の ブーストおよびバックブーストLEDドライバ 入力電流の独自の制御と整形、48VのスイッチングMOSFET を内蔵、電解コンデンサが不要 ほとんどの電子トランスによってちらつきを 生じない動作、小型MR16ランプに収納可能、 ランプ寿命を延長 MAX16822 MOSFETを内蔵した、500mA、バック、 スイッチモードドライバ 入力電圧：6.5V ~ 65V、LED電流のサーマルフォールドバック、 小さな基板面積、低BOMコスト 外付け部品がほとんど不要 MAX16832 MOSFETを内蔵した、1A、バック、 スイッチモードドライバ 入力電圧：6.5V ~ 65V、LED電流のサーマルフォールドバック、 小さな基板面積、高電力散逸パッケージに よってヒートシンクが不要 外付け部品がほとんど不要 MAX16820 バック、スイッチモードドライバ 外付けMOSFET、出力：> 1A、補償回路なし 柔軟性を備え外付け部品はほとんど不要 MAX16834 ブーストおよびバックブーストドライバ PWM調光MOSFET用の内蔵ドライバ、アナログ調光入力 3000:1の調光比、複数トポロジのサポート MAX44009 業界最小電力のADCによる環境光センサー 1μA未満の動作電流、0.045ルクス ~ 188,000ルクスの 超広範囲の22ビットダイナミックレンジ オンチップのフォトダイオードのスペクトル 反応によって人間の目による環境光の知覚を 再現、IRとUVの遮断機能を搭載 MAX44000* 環境光センサーおよび近接センサーを内蔵 1.7V ~ 3.6VのV DDで動作、環境モードで5μA、近接モードで ノイズ耐性を改善、システムのソフトウェアの 7μA、環境 + 近接モードで11μA（外部のIR LED電流を含む）、 オーバーヘッドを削減、電力消費を最小限に 低減 広範囲のダイナミックレンジ(0.03ルクス~ 65,535ルクス) MAX9613/ MAX9615 低電力、高効率、シングル/デュアル、 レイルトゥレイルのI/Oオペアンプ 内蔵チャージポンプから電力を得る高精度のMOS入力で クロスオーバー歪みを除去、優れたRF耐性 フォトダイオードトランスインピーダンスアンプ やフィルタリング/増幅などの信号処理アプリ ケーションに最適、自己較正システムによって 温度と電源の変動による影響を排除 MAX4245 超小型、低電力、レイルトゥレイルの I/Oオペアンプ、ディセーブル付き 320μAの自己消費電流、2.5V ~ 5.5Vの単一電源動作、 470pFまでの容量性負荷に対してGBWが１MHzで ユニティゲインが安定 過酷な環境(-40℃~ +125℃仕様)に最適、 超小型6ピンSC70とSOT23のパッケージで 入手可能 MAX9140/ MAX9142 レイルトゥレイルのI/Oを備えた高速、低電力、 3Vまたは5Vのシステム用に最適化されたシングル/デュアル 業界標準をアップグレードした高速、低電力、 3V/5Vの単一電源コンパレータ コンパレータ、40nsの伝搬遅延、コンパレータ当り150μA 低コスト を消費 MAX9030/ MAX9032 低コスト、超小型、シングル/デュアル コンパレータ 絶縁型電源 MAX17499/ MAX17500 LED電源 オペアンプ 13 単一電源(2.5V ~ 5.5V)用に最適化されているが、デュアル 電源で動作可能、188nsの伝搬遅延、-40℃~ +125℃の範囲 でコンパレータ当り35μAを消費 ポータブルアプリケーションに最適、低電力、 最低2.5Vの単一電源動作および超小型の 実装面積を兼備 LED照明 推奨ソリューション(続き) 品名 説明 特長 利点 電力線コントローラ MAX2981/ MAX2982* モデムトランシーバとAFEで構成される ブロードバンド電力線チップセット ARM9™プロセッサ内蔵のHomePlug ® 1.0準拠MAC/PHY SoC、 イーサネット、MII/RMII、FIFO、UARTのインタフェース、 ラインドライバを備えた全機能内蔵のAFEによって結合回路 のみで電力線にインタフェース接続可能、-40℃~ +105℃で 動作 インダストリアルグレードのモデムによって 建物内のACまたはDCの電力線を経由して最大 14Mbpsのデータレートをサポート、ポイント トゥマルチポイントのアドレス指定によって 照明群を制御 MAX2991/ MAX2992 モデムトランシーバとAFEで構成される G3-PLC準拠の電力線チップセット 高性能で32ビットのMAXQ ®プロセッサ搭載のMAC/PHY SoC、SPIとUARTのホストインタフェース、全機能内蔵の AFEによってラインドライバと結合回路のみでACまたは DCの電力線にインタフェース接続可能、最大1.2MHzの 可変サンプリングレート、-40℃ ~ +105℃で動作 予備規格に適合(IEEE P1901.2、ITU G.9955、 およびIEC/CENELEC)、IPv6対応のネットワーク 接続を使用して長距離にわたって大規模な 照明群をサポート 電源(DC-DC、LDO) MAX5033/ MAX5035 500mA/1A、7.5V ~ 76V入力を備えた高効率 ステップダウンDC-DCコンバータ 最低1.25Vまで調整可能な出力、内部補償、無負荷で 270μAの自己消費電流 最大94%の効率を実現、外付け部品点数が 少なくBOMコストを削減、軽負荷で高効率 MAX6765~ MAX6774 低自己消費電流、高電圧リニアレギュレータ 31μAの自己消費電流、4V ~ 72Vの入力範囲、スレッショルド を固定または調整可能なアクティブローRESET、放熱特性 を高めた1.9Wの3mm x 3mm小型TDFNパッケージ 低自己消費電流によって省エネを向上 MAX1472 300MHz ~ 450MHz、低電力、水晶ベース、 ASKトランスミッタ 水晶ベース、低電力、3mm x 3mmパッケージ 優れたパフォーマンス、長いバッテリ寿命、 小型 MAX1473 自動利得制御(AGC)を搭載した 300MHz ~ 450MHzのASKレシーバ 高感度およびAGC、5mm x 5mmパッケージ、単一電源 長距離、低ソリューションコスト、小型 プッシュボタンのオン/オフコントローラ ±15kVのESD保護 信頼性の向上、小型で省スペース マニュアルリセット入力を備えた シングル/デュアルμPリセット回路 拡張セットアップ期間(6.72s)を備えた2つのマニュアル リセット入力、最低0.63Vの高精度電圧監視 不法なリセットの防止、機器ケースの ピンホールが不要 1-Wire ®通信インタフェースを備えた精度が ±0.5℃のデジタル温度センサー 寄生電力オプションを備えた1-Wireインタフェースによって、 2つの接続部(データとグランド)だけで動作を実現、 -10℃~ +85℃の範囲にわたって±0.5℃の精度、 -55℃~ +125℃の全動作範囲にわたって±2.0℃、ユーザー 選択可能な9 ~ 12ビットの分解能(0.5℃~ 0.0625℃) 配線を最小限に抑えてマルチセンサー構成の 設計を簡素化、高精度および高分解能に よって熱に敏感なシステムの温度を高精度に 測定 RF IC スイッチデバウンサ MAX16054 監視回路 MAX6443~ MAX6452 温度センサー DS18B20 *開発中。入手性についてはお問い合わせください。 G3-PLC、MAXQ、Single Converter Technology、Teridian Semiconductor、および1-Wireは、Maxim Integrated Products, Inc.の商標または登録商標です。 ARM9はARM Limitedの商標です。 CENELECはEuropean Committee for Electrotechnical Standardizationのサービスマークです。 HomePlugはHomePlug Powerline Alliance, Inc.の登録サービスマークです。 IEEEはInstitute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.の登録サービスマークです。 MICROWIREはNational Semiconductor Corp.の登録商標です。 SPIはMotorola, Inc.の商標です。 japan.maxim-ic.com/lighting 14 japan.maxim-ic.com/lighting マキシム・ジャパン株式会社 〒141-0032 東京都品川区大崎1-6-4 大崎ニューシティ4号館 20F TEL：03-6893-6600