力 現代生活には欠かせないものであり、常に新たな進歩が生み出される中で、社会はそれがもはや贅沢品ではなく、変化と進歩の原動力であることを認識し始めています。そのため、電子機器の需要は増加しており、EIAは世界のエネルギー消費が2040年までに56％増加すると予測しています。その需要を満たし、環境への影響を減らすことは、この技術ブームに対する論理的な対応です。 インフィニオン 拡大し続ける業界のニーズを満たすとともに、これらのソリューションをより持続可能なものにすることを目指しています。両方の長所を活かす鍵は何でしょうか?よりスマートなデバイスとより効率的なシステム。
よりスマートな暮らしに移行するにつれ、スマート テクノロジーが大きな可能性を秘めていることは容易にわかります。よりスマートなシステムは、一日を通して変動する電力に合わせて使用を調整し、より強力で回復力の高いグリッドをサポートし、グリッドの問題のいくつかを排除または軽減し、より魅力的なデザインを可能にします。
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「スマート家電の世界的な設計と製造には、3つの課題があります。地域的な好み、新興市場の電力網の信頼性の現実、そして開発途上国が追いついて接続しようと急ぐことに伴う経済的な問題などが含まれる。 モノのインターネット (IoT) .」– Karthi Gopalan、インフィニオン テクノロジーズ
スマートホームの利点は否定できません。本題に入る前に簡単な例を挙げると、スマート家電の使用により、2003年に米国北東部全域で停電が発生し、5,500万人が影響を受けた停電の影響を軽減できた可能性があります。スマートテクノロジーならこの停電は防げたかもしれないが、これについては後ほど検討する。しかし、電力消費量を見る前に、まず電力を生成する方法を調べてみましょう。
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再生可能エネルギーは電力供給においてより大きな役割を果たしており、環境への影響を最小限に抑える能力は驚くほど有益です。しかし、家庭での太陽エネルギーの使用においては信頼性が非常に重要です。太陽光発電ソリューション は、グリッドサポート機能を果たす必要があり、交換や修理を最小限に抑えてコストを削減するために長寿命が求められます。太陽光発電ソリューションは全体的な効率性にすでに問題を抱えているため、全体の各部分がそれぞれの効率を最大化する必要があります。
幸いなことに、インフィニオンは最高の太陽光発電効率と信頼性を備えた包括的なポートフォリオを持っています。スーパージャンクションMOSFET、トレンチ + フィールドストップIGBT、コアレストランスドライバなどの最先端技術により、インフィニオンは太陽光発電アプリケーションで第1位の地位を確立しました。太陽光発電を次のレベルに引き上げるその他の注目すべき開発としては、シンプルで高効率な制御設計を可能にするARM® Cortex™-M4ベースのMCUや、スイッチング損失が低く、パッケージあたりの伝導損失が最も低いため優れたシステム効率を実現するCoolMOS™ C7 MOSFETシリーズなどがあります。
スマートホーム内の効率を高める方法はいくつかあります。モーターを搭載した最新のシステム（エアコンや冷蔵庫など）を、古いブラシ付きモーターから最新のブラシレス モデルに変換できます。また、最新の電力変換部品を使用して高効率トポロジを実装し、機器やグリッドのニーズに対応するよりインテリジェントな制御を追加することもできます。
iMOTION MCE™ デジタル モーター コントローラー ラインとInfineon XMC1300産業用マイクロコントローラーは、最新のテクノロジーの能力を示す優れた例です。 MCE™ 計算エンジンは、永久磁石モーターのデジタルPFC制御とセンサーレス正弦波制御のための高速計算アルゴリズムを提供し、設計の複雑さを軽減し、効率を高め、非常にコスト効率に優れています。XMC1300マイクロコントローラ シリーズは、モーター制御のリアルタイム ニーズに応え、BOM数の削減とFOC制御による小型フォーム ファクタを誇ります。
このような高性能な部品を使用することで設計の柔軟性も向上し、設計者は熱損失の少ない小型のシステムを作成できます。Infineonインテリジェントパワーモジュールを検討してください。これらのモジュールはコンパクトでエネルギー効率に優れ、革新的なパワー半導体と制御IC技術が組み込まれています。
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「今日、家電製品アプリケーション向けの可変速ドライブ ソリューションには、電力線電圧スパイクに対する余裕を大きくするより高いブレークダウン電圧と、成熟市場向けのパワー エレクトロニクスおよび家電製品の主な推進力となる一部の地理的セグメントでの電圧低下状態から保護するセンシングおよび制御ソフトウェアの進歩などの追加機能が必要です。可変速ドライブは冷蔵庫のコンプレッサーの電力要件を80% 以上削減し、大幅な効率向上と電気代削減を実現します。」– Karthi Gopalan、Infineon Technologies
システムが小さくなれば、ユーザーはより視覚的に魅力的なシステムを設計したり、すべてを非表示にしたりできるようになります。つまり、これらのシステムの有効性は変わらないものの、日常生活への介入を減らすことが可能になるということです。
白物家電用可変速洗濯機システム図 – 出典: INFINEON
もちろん、効率性は使用しない電力の問題になることもあります。持続可能なスマート テクノロジーを開発するには、エネルギーの使用量を削減するだけではなく、そのエネルギーをどのように活用するかについてもよりスマートに考える必要があります。スマート デバイスは、自身を隔離することで電力サージから自身を保護し、高額な損害を防ぐことができます。 スマート デバイスは電力網の状況にも反応できます。電力網が機能しなくなる危険がある場合、機器は自発的に負荷を減らして電力網を維持できます。これらの機能は、前述の2003年の米国における停電の際に役立ったはずです。このような技術により、事故の深刻度を軽減できたかもしれませんし、損傷した電力網に負担をかける空調負荷を軽減することで、事故の発生を防ぐことさえできたかもしれません。明らかに、高度に接続されたデバイスとより強力な組み込みマイクロプロセッサは、無限の可能性を提供します。
これらの概念は照明ソリューションにも適用できます。照明の柔軟性を大幅に向上させたInfineon製品をいくつか検討してください。CDM10vは、さまざまな調光アプリケーションに最適な最もクールな調光ソリューションであり、さまざまな構成が可能です。特に、従来の多くのコンポーネントの代わりに使用でき、BOMとPCBスペースを削減できるため、デザインが邪魔にならず、必要な光が得られ、全体的な使用量が削減されます。同様に、ICL8105シングルステージ フライバック コントローラは動作モード間のスムーズな遷移を実現し、IRS2982Sには高電圧起動とプライマリ検知オープン回路保護が統合されています。これらのコントローラは、幅広い入力を備えたフライバック電力変換を実装し、電力網に変動があっても照明を点灯し続けます。
さらに、センシング ソリューションと組み合わせると、照明は人間の存在や周囲の照明条件に反応できるようになります。一日の時間帯を考慮し、仕事中と休憩時間の両方に理想的な照明条件を提供しながら、必要な光の量と種類を直感的に把握する照明システムを想像してみてください。これらは、Infineonが提供する可能性です。
スマートホームには可能性がありますが、セキュリティを無視すべきではありません。これらのシステムは非常に有能ですが、システムを侵害しようとする熟練した個人による攻撃から逃れられないベクトルも多数あります。
「接続されたスマート家電の基礎技術が現在、世界的現実に適応し、利用可能になっているだけでは十分ではありません。安全な接続された家庭には、産業グレードのハッカー対策セキュリティの実装も不可欠です。ハッカーがスマート接続デバイスを介して家庭に侵入した場合、侵入が雪だるま式に拡大し、個人のセキュリティに大きな問題を引き起こす可能性があります。最悪のシナリオはデバイスの故障であるというのはもはや真実ではありません。今では、セキュリティ侵害は家庭内ネットワーク全体に災難をもたらす可能性があります。」– インフィニオンテクノロジーズのカルティ・ゴパラン氏
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そして、誰かが電化製品の電源を最大限まで上げて意図的に再び広範囲の停電を引き起こしたり、あるいは送電網の負荷を操作して周波数を低下させ発電所を損傷させたりしたらどうなるか想像してみてください。これは1999年にブラジルで発生し、9,700万人に影響を及ぼしました。現代のスマート シティ、よりスマートな地球の取り組みにおいて、セキュリティは後回しにすることはできません。
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幸いなことに、Infineonのような業界の革新者は、セキュリティのニーズに迅速に対応しています。セキュリティ レイヤーを実装すると、不正アクセスを防止し、更新の信頼性をチェックし、機密情報を保護できます。インフィニオンOPTIGA™ たとえば、Trustプラットフォームには、組み込み認証やブランド保護に関する独自のニーズに対応し、スマート ホームをより安全にするセキュリティ チップがいくつか搭載されています。
コネクテッドホームのセキュリティ - 出典: インフィニオン
インフィニオンは未来のスマートホームの構築に注力しており、電力需要の増加に応えて、照明を点灯し続けるだけにとどまらない取り組みを行っています。より多くの用途に最適化された技術を開発することで インテリジェントホームインフィニオンは、環境への影響とセキュリティ上の懸念を軽減しながら効率を高めます。Infineonのインテリジェントなソリューションで、よりスマートな未来を築きましょう。
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Karthi Gopalanからの寄稿記事:
Karthiは2013年にInfineon Technologiesに入社し、デジタル デマンド ジェネレーション チームの一員となりました。彼女はパデュー大学で電気工学の修士号を取得しています。インフィニオン入社前は、ミックスドシグナル設計、戦略的マーケティング、新規事業の育成と開発など、さまざまな分野で職務を歴任しました。彼女は、世界的な社会的影響を与えるテクノロジーの取り組みに情熱を持っています。