アナデバ、EVの�踉��{(di┐o)�`を�PばすIC、運転�}の健康を監��するICをデモ
Analog Devices Inc.は、Maxim Integratedを�A収したが、オートモーティブワールドに出�tを予定した新����にその成果を見ることができる。�O動�Zはこれから半導��デバイスが成長する応��分野の�kつである。電気�O動�Z（EV）には�L(f┘ng)かせないBMS（バッテリマネジメントシステム）と、運転�}の健康�X��を検出するバイタルセンシングで見てみよう。
図1 バッテリ管理ICのADBMS6830 出�Z：Analog Devices, Inc.
ADIは1月下旬のオートモーティブワールドへの出�tを�Dりやめたが、内容に関して��らかにした。�O動�Z��のBMSチップ����では、ADI（旧Linear Technology����）とMaximは��合�X��にあった。BMSチップを最初に����を発表したのは旧Linear Technology（LTC）である。当初から�@度にこだわっており、今�v�t��しようとした����ADBMS6830（図1）は、最�j(lu┛)��命の合���R定誤差は3.3V/セルで±1.8mVと少ない。これに�瓦靴董◆�MaximのBMS����は�O動�Z��の機���W����格ISO26262に��拠して�N長性があり、実際の�x場シェアはMaximの��(sh┫)が�j(lu┛)きくなってしまった」とADI日本法人のアナログ・デバイセズ社リージョナルマーケティンググループ、����コンテンツスペシャリストの戸�� 晃史�r��は、Maximの�{い�屬欧魴俎xしたことを語っている。
このBMS����チップは、16個直�`に接��されたリチウムイオン電池セルの�Q電圧や�a(b┳)度をモニタリングする16チャンネルのBMSであるが、ADBMS6830のデータシート（参考�@料1）によると、同時に連��的に�Qセル電圧を�R定する��(sh┫)式を使っている。つまり��てのセルは同時にしかも�N長構成で�R定でき、�Qセルには2つのA-Dコンバータを�△┐討い襦Ｏ♯�動作可�Δ覆海�A-Dコンバータだと、サンプリング周�S数が4.096MHzと高いため、エイリアシング（折り返しノイズ）のない�R定�T果が�uられるうえに、外�陲離▲淵蹈哀侫�ルタを��(f┫)らすこともできる。
��来のBMSでは、モニターできるセルの数が�Hければ、A-Dコンバータをマルチプレクサで切り��えて読んでサンプリングする場合に読み落とすことがあり、�@度に�L(f┘ng)けているものもあった。ADBMS6830には�Qセルに�N長構成のA-Dコンバータを集積しているため、�@度が高い。�@度が高ければ、バッテリの満充電のマージンを広くとらなくても済むため、1�vの充電で走行できる�踉��{(di┐o)�`を�Pばすことができる。
最�Zでは、ワイヤレスBMSと�}ぶバッテリモニターICもあるが、バッテリを�o�k�Cに敷き詰める��(sh┫)式では、接��に問��がありそうだ。設��場所に�U(ku┛)限があるからだ。�k般的なWi-FiやBluetooth、ZigBeeなどの通信?d─ng)?sh┫)式はほとんど使えないという。
図2 バッテリ管理ICのデモ �Qセルの�X��をディスプレイに表�� 出�Z：Analog Devices, Inc.
アナログ・デバイセズは16チャンネルのBMSを複数個使い、高電圧で�Qセルの電圧をモニターするデモを��画していた（図2)。ここでは、BMSだけではなく、バッテリパック����の電圧をモニターするIC����、LTC2949も使いながら絶縁SPIインターフェイスを経て電圧変換を行い、マイコンで�U(ku┛)御することで�Qセル電圧を見せる��画だった。
アナデバが見せたもう�kつのデモであるバイタルセンシングは、ドライバーの顔の映�気�ら心拍数とストレスを�R定するというもの（図3）。かつてADIは24GHzの��ミリ�Sを使った心拍数の�R定となるバイタルセンシングを発表していたが、今�vの��画していたデモは、旧Maxim IntegratedのC2BビデオインターフェイスICを使う。C2Bインターフェイスは軽量なより�汗�（Twisted pair）を使ってビデオ伝送しPC�笋膿看鐃瑤肇好肇譽垢魃R定できるようにしている。
図3 旧MaximのC2BインターフェイスICによるバイタルセンシングの例 出�Z：Analog Devices, Inc.
旧MaximのC2B����そのものは新しくはないが、カメラモジュールで顔を映し、皮下の�p管内のヘモグロビンの吸収により変化する反�o(j━)光�單戮砲茲辰凸��S信��(gu┤)を検出する。可��光の中の�u色の光成分を�Dり出し、その反�o(j━)光を見る。Apple Watchなどの��動量��では�u色のLED光を当ててその反�o(j━)を見ているが、使われている�}法は�瑤討い襦４蕕硫��汽如璽燭鬟�メラからパソコンまで��確に伝送できることを��すデモとなる。パソコン�屬膿���(gu┤)処理をして脈�S信��(gu┤)を�Dり出す。
また脈拍信��(gu┤)をフーリエ変換して周�S数スペクトルを見ると、人間のストレス量を�R定できるという。図4のように�Q脈拍のパルス周期の時間変化量をフーリエ変換すると、周�S数に�瓦垢��單戮�求められる。この周�S数スペクトルから、0.15Hzを基��としてそれより高い成分、低い成分の積分値をとり、それらの比からストレスの量を�Rるというアルゴリズムである。
図4 脈拍の周�S数変動値からストレス量を推定 出�Z：Analog Devices, Inc.
アナログIC、��に電源��のICではまだ半導��不�Bの問��が残っているという。かつて旧Linear Technologyはダイバンク��(sh┫)式（ウェーハからダイシングを終え、チップ�X��で保�Tしておく��(sh┫)式）を採��していたため、納期の�Cで顧客に迷惑をかけることはなかった。ダイバンク��(sh┫)式だと顧客からの要求が来ても1カ月��度で納入できたからだ。
しかし、現在ではそれも通��しなくなったという。例えば�噞��にADIはマイクロモジュールという電源を����化していた。マイクロモジュールには旧LTCの電源ICチップの他にコンデンサやインダクタなどの�p動����も集積しているが、これらの����が入�}できなくなりマイクロモジュール����は出荷できない�X��だという。クルマ��、�噞��共にまだ半導��が�Bりない�X��にある、とADIは認識している。
参考�@料
1. ADBMS6830データシート、Analog Devices
