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電子回路設計の注意点
電子回路設計とは
電子回路設計とは、電子部品を用いて回路を設計し、それらを組み合わせて電子機器の機能や性能を実現するプロセスです。回路設計では、センサーやマイコンなどの様々な電子部品を選定し、回路図や部品表を作成します。実際に使用する部品の種類や値、接続方法などを考えて作業します。
電子回路設計の注意点
電子回路設計を行う際に注意する点がいくつかあります。電子回路設計では、入出力条件などの設計仕様を明確にし、信頼性や調達性を考慮した部品選定が必要になります。マイコン用周辺回路・電源回路・LEDドライバ用回路など、搭載する部品によってそれぞれ注意する点が異なります。また、ノイズ対策や、代替部品選定・製造方法変更を検討することによるコスト低減を進めることも重要です。
ドライバ回路設計の注意点
●LEDドライバ回路の注意点
LEDドライバ回路設計の際には、LEDの種類や使う用途によって電流値が変わるため、LEDのデータシートを確認しながら進める必要があります。注意点としては下記があります。
・LEDの最大定格を超えないように順方向電流を管理すること
・高温環境では順方向電圧が下がり熱暴走の可能性があること
・アナログ調光とPWM調光の方法とそれぞれの周波数設定がフリッカーを防ぐために重要であること
●ソレノイド／クラッチ駆動回路
ソレノイド/クラッチ駆動回路では、電流の決め方が重要になります。
・ソレノイド/クラッチに流れる電流を仕様書から算出しばらつきの最大電流を算出すること
・最低コレクタ電流を十分に流すことができ、各端子間の耐圧が問題ないトランジスタを選定すること
・ベース電流の設定、ダイオードの選定になります。
●モータードライバ回路の注意点
ステッピングモーターは巻き方により「ユニポーラ型」と「バイポーラ型」に分類されます。
ユニポーラモータードライバ回路では、4個のトランジスタ(FET)で各コイルのON-OFF制御を行います。コイルがONからOFFになったときに発生する逆起電圧を逃がす回路がないため、ダイオードによる対策、ツェナーダイオードによる対策など、抑制する回路を設ける必要があります。
バイポーラモータードライバ回路では、各コイルに電流を双方向に流すので、8個のトランジスタ(FET)でHブリッジを構成して制御します。Hブリッジでモーターを制御するので上段と下段のトランジスタが同時にONしないようコントロールが必要です。その他対策については、下記ご参照ください。
マイコン周辺電子回路設計の注意点
●マイコン用リセット回路の注意点
意図しないリセットを防ぐためにはリセット信号の安定性の確保が必要です。リセット信号の立ち上がり時間、立ち下がり時間、リセット信号の幅、リセット信号の電圧レベルなどを考慮した設計をする必要があります。マイコン用の主なリセット回路としては、マイコンのプログラムが暴走・停止していないかを監視するウォッチドックタイマ回路と、ICの電源を投入した際に安定した状態でシステムを起動させるためのパワーオンリセット回路があります。
●マイコン用発振回路を設計する際の注意点
マイコン用発振回路を設計する際は、最大励振レベル内での設計、発振周波数と負荷容量の適切なマッチング、十分な発振マージンの確保、および温度による周波数の変動を考慮することが重要です。
電源回路設計の注意点
●マイコン用電源回路を設計する際の注意点
マイコン用電源回路設計時の注意点は、まずスイッチングレギュレータによるリップルとノイズの管理にあります。対策としてデカップリングコンデンサやチョークコイルなどを使って、リップルの低減やノイズを抑える必要があります。また、電源電圧の安定性維持や電流供給容量の確保、突入電流に注意して電子回路設計を行います。これらのポイントを適切に管理することで、マイコン用電源回路を安定して設計することができます。
電子回路設計なら当社にお任せください。
組み込み機器 受託開発・生産センターを運営する株式会社サンエスは、電子回路設計の受託開発を行っています。また、当社は回路設計・組み込みソフトウェアの知見を持つエンジニアが在籍し、ハードウェア・ソフトウェアの両面から総合的な設計を行うことで、要求仕様と要求動作を満たす最適なシステムを実現します。本コラムで紹介している電子回路設計で注意するポイントなど、設計の観点での相談についてもお気軽にお問い合わせください。
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