2017/2/20 ものづくりニュース
ダークナイト（闇の騎士 = バットマン）のためのLED照明出力の保証
それは嵐に包まれた暗い夜のことでした。
嵐の吹く外の景色にぴったりの外見を持ち、冷静な判断ができる愛国者バットマンは、5点式ハーネスを装着し、信号が変わるのを待つ間、手袋を着けた手でカスタマイズされた電気自動車のステアリング・ホイールを忙しなく叩いていました。
バットマンは、地元警察署と共同で実施される特殊戦闘トレーニング・セッションへの到着が遅れました。
うたた寝をしていなければ遅れなかったでしょう。
バットマンの友人で、哲学者であり、信頼できる相棒であり、また個人的なアプリケーション・エンジニアでもあるアルフレッドは、彼を起こさないことにしたのです。
バットマンは週の前半に犯罪組織との戦いに巻き込まれ、72時間にわたる不眠不休で奮闘した後だったからです。
バットEVには、レーダ方式の回避システムと衝突防止手段が装備されていました。
このEVの名前は飛行する哺乳類であるコウモリに敬意を表したものです。
ただし、ゴードン市警本部長配下の警察官たちに協力した日に、闇の騎士（バットマン）は市の法令に従うことを約束しました。
結局のところ、バットマンは献身と保護を誓いました。
信号が青に変わる直前にモータを始動させると、830馬力の出力で車が前に揺れるのを感じました。
アドレナリンは必ず緊張した神経を活気付け、筋肉の痛みを呼び起こします。
突然、バットマンは車の右側に振動による衝撃を感じました。
悪役のトゥーフェイスが、ドリル形状のホイール・ハブの先端をバットEVのフロントに押し付けたからです。
ケブラーで覆われた鋼鉄製フェンダがくぼみ、アルフレッドが先日入念に磨き上げたヘッドランプのカバーにひびが入りました。
この過程で、1個のLEDの半田接合部がもぎ取られ動作不能になり、もう1個のLEDも直接衝撃を受けたのです。
そのLEDは1秒ほど点滅し、短絡が発生して動作しなくなりました。
幸い、バットEVの照明はオン・セミコンダクターのLEDシャントを搭載していたので、壊れたLEDは8μs以内にバイパスされ、ストリング内にある他のLEDに対する電流の連続性が維持されました。
短絡したLEDは発光しなくなりましたが、電流経路は引き続き機能しています。
今のところ、ヘッドランプは無事のようです。
ただし、短絡したLEDが残っている状況では、絶えず電力が消費され、半田接合部と共融バンプに熱ストレスが加わるため、突発故障のメカニズムとなります。
製造物によって（例えば、特注の犯罪取り締まり車両なのか、安価なキッズ・モバイルなのか）、部品の故障が巨額のコストにつながる可能性があります。
状況によっては、単にエンド・ユーザが不便に感じる程度の代償ですみますが、別のケースでは、リコールの発生や法的責任、安全性に対する脅威を招くおそれもあります。
LEDは本質的に信頼性の高い製品ですが、設計者は信頼性を高めるために追加の対策を講じることを必要とする場合もあります。
これを実現する1つの方法が、オン・セミコンダクターのLEDシャントです。
テレビドラマに登場した翼付き自動車のように、故障したLEDは開路または短絡に見えることがあります。
LEDの状態を電子的に監視する場合は難題が生じます。
監視回路は故障を示す複数の現象に対処しなければなりません。
アルフレッドは、複雑な解決策よりも簡潔さを優先する発想の持ち主であり、この問題を解決するために、当然のように基本的に開路を短絡に変換するLEDシャントを使用することに決めました。
LEDの両端にシャントを配置すると、LEDが短絡または開路になった場合にLEDの電圧降下が小さくなります。
回路を監視できるように、正常に動作しているLEDは論理レベルHIGHになり、故障したLEDは論理レベルLOWになります。
下表のとおり、シャントを使用した場合のLED電圧レベルは2つだけです。
論理回路を追加して、アルフレッドはこのHIGHまたはLOWのバイナリ信号をさまざまな目的で活用しました。
たとえば、 新しいデザイン・ノートでは、プライマリLEDが故障した場合に、50μs以内にセカンダリLEDに自動的に切り換えることで、LEDシャントを使用してLED照明の寿命を事実上2倍に延長する方法を示しています。
衝撃を加えた後、覆面を被ったマンハンターは法令に従おうとしたにもかかわらず、側方から攻撃できたという皮肉な事実に感謝し、一人冷ややかに笑いました。
バットマンのシートに取り付けられているオン・セミコンダクター製センサは、彼が冷静に選択肢を考えている状況では、体温が低下していることを示していました。
トゥーフェイスを追跡するときにバットマンがシートをずらし、ジョイスティックを右に強く動かしたときに、近接センサから一方向チャネル経由でアルフレッドにデータが送信されました。
右タイヤに搭載されているオン・セミコンダクター製の圧力センサは、衝突によって引き起こされた空気漏れが自己修復され、正常レベルに戻ったことを示しました。
いや、話がそれました。より直接的な懸念は、バットマンがホイールを揺らし、律儀にウィンカで方向指示を出そうとしたときに、衝突による破損でウィンカが動作不能になったことです。
信頼性と安全性は車両の至上命題です。
ウィンカ・ランプが故障した場合、方向指示の信号機能は大きく損なわれます。
このような安全性に対する危険のために、故障後すぐにウィンカ・ランプを交換する必要があります。
この問題を軽減するために、オン・セミコンダクターはインテリジェント・ヘッドライト回路を考案しました。
一部のヘッドライト・モジュールでは、ウィンカLEDの隣に昼間点灯用LEDストリングが配置されています。
斬新な方式のおかげで、ウィンカが故障しても、代わりにこの昼間点灯用ライト・ストリングが点滅します。
これらはすべて、HBL5006 LEDシャントをLEDや監視回路と併用して実現できたものです。
オン・セミコンダクターのLEDシャント製品群は、いかなるLED照明アプリケーションのニーズをも満たす目的で拡大中です。
NUD4700は、大電流供給時も非常に高い効率で動作可能な独自の技術を採用しています。
HBL5006 用の超小型SOD-923パッケージは、サイズがわずか0.65mm2、動作定格350mAです。
LEDシャントは簡単に追加してLEDモジュールの信頼性を高めることができるので、ゴッサム通りで最も高名な顧客の安全が維持されます。
この状況で、バットEVが大悪党であるトゥーフェイスの追跡を開始すると、トゥーフェイスが乗るターボ搭載ドラッグスターが加速して距離を開きました。
バットEVは追跡を続けて簡単に追いつくこともできたはずですが、バットマンは最後の一斉射撃を放ち、取り決めていた元の方向に戻ることに決めました。
例えあざ笑う敵を前にしているときであっても、約束は守らなければならないのです。
家に戻ると、アルフレッドは安堵のため息を漏らし、心の中でオン・セミコンダクター製のLEDバイパス・シャントに感謝しました。
※この場合、NUD4700が1.3Aで動作中も、FLIRカメラで測定したケース温度はわずか73.3℃である。このデバイスは試験用PCBに実装されており、 IRカメラの十字線はデバイスの上部にある
出典：『ダークナイト（闇の騎士 = バットマン）のためのLED照明出力の保証』オン・セミコンダクター
