ヒューマノイドロボット

インフィニオンのヒューマノイドロボットソリューション(コンパクトなエネルギー効率の高いモーター制御やEtherCAT®搭載のMCU)で、人類の次の大きな飛躍をデザインしましょう

概要

モーター制御向けのフレキシブルなパワーMOSFETおよびゲートドライバ

インフィニオンからモーター制御スイッチを調達すると、数十年にわたる専門知識に加え、幅広い製品ポートフォリオのメリットを得られます。さまざまなパワー パッケージ、認証、電圧クラス、分類、パラメーター、RDS(on) などから選択できます。

スケーラブル パワー ブロック (SPB) フォーマットのOptiMOS™ 6 40 VデュアルNチャネルMOSFET (標準冷却または両面冷却) により、BOMコストを削減し、電力密度を向上できます。この技術は、2つの5×6パワー パッケージを1つに統合することで、基板スペースを大幅に節約します。

ヒューマノイド ロボット ハンドの24 Vモーター制御など、小型化がより重要な要素となる場合は、業界標準の40 mm² SO-8パッケージのOptiMOS™ デュアル パワーMOSFET (30 Vおよび40 V) が最適な選択肢です。回路設計の柔軟性を高め、BOMコストを削減できます。

さらに高い電力が必要ですか？TOLL (TO-Leadless) およびTOLT (TO-Leaded、上面放熱) パッケージを採用したOptiMOS™ パワーMOSFETをご覧ください。TOLLパッケージ製品は電力密度が高く、TOLT製品は優れた放熱性を備えているため、ヒートシンクへの熱抵抗を最小限に抑えられます。

OptiMOS™ および StrongIRFET™ パワーMOSFET
コンパクトでパワフルなモーター制御を実現する高効率なGaNソリューション

ヒューマノイド ロボットは、これまでのどのロボット設計よりも多くのモーターを必要とします。したがって、ヒューマノイド ロボット向けのシングルまたはデュアルBLDCモーター制御ソリューションは、非常に高いエネルギー効率と極めて高い電力密度を備える必要があります。

GaNベースのモーター制御は、FOCおよび適切なMCUと組み合わせることで、優れた効率と性能、電力密度の向上、モーター損失の低減、高速スイッチングを実現します。この新しいモーター制御方式は、かさばる電解コンデンサーの排除、小型化、信頼性の向上など、さまざまな利点をもたらします。インバーターをモーター シャーシ内に統合することで、インバーター用ヒートシンクが不要になり、各ジョイント/軸への配線を削減でき、EMC設計も簡素化されます。制御周波数を高くすると、動的応答も向上します。高スイッチング周波数のGaNベース モーター制御設計では、コンパクトな密閉型パッケージでより高出力を実現できるほか、高周波域で優れた性能を発揮し、システム効率 (インバーターおよびモーター損失) をさらに向上させ、動作温度を低減できます。

インフィニオンのモーター制御向けGaNソリューションにより、設計者は、よりシンプルで小型、軽量、かつ高効率なシステムを柔軟に実装できます。

EVAL_MTR_48V150A_GAN
CoolGaN™
EVAL_MTR_48V20A_GAN
最先端のヒューマノイド ロボットのモーター制御向け高性能MCU

ヒューマノイド ロボットにモーター制御を実装することは複雑な課題です。インフィニオンはこの分野で、魅力的なMCUを複数提供しています。

ヒューマノイド ロボットでは、特にさまざまなモーターなど、多数のシステムが同時に動作するため、効果的なシステム間通信が不可欠です。ここで、高速、低遅延、決定論的な通信機能を備えたEtherCAT®プロトコルが重要になります。インフィニオンのXMC4300およびXMC4800ファミリー (Arm® Cortex®-M4Fベース) のMCUは、内蔵 EtherCAT®ノードなどの機能を備えています。これにより、専用のEtherCAT® ASIC、外部メモリ、または水晶発振器が不要となり、BOMコストとPCBスペースを削減できます。これらはいずれも、ヒューマノイド ロボット市場における重要な設計上の考慮事項です。

一方、Arm® Cortex®-M33をベースにしたインフィニオンのPSOC™ Control C3Mは、モーター制御用途に特化して設計されたMCUファミリーです。クラス最高レベルのアナログ センシングとPWMタイマーにより、より高周波のPWM駆動が可能になり、GaNの適用が可能になります。また、高いサンプリング周波数により制御ループが高速化され、FOCモーターの動的応答が向上します。

どちらのソリューションも、実装を容易にする堅牢な専用IDEを備えています。

EtherCAT®ノード内蔵XMC4300/4800 MCU
PSOC™ Control C3M MCU
ヒューマノイド ロボット向けの高精度かつ高効率なセンサー ソリューション

ヒューマノイド ロボットが複雑な作業を実行し、人間のために作られた世界でエネルギー効率を維持するには、多数のセンサー システムが必要です。

インフィニオンのハイブリッドtime-of-flight (hToF) ソリューションにより、ヒューマノイド ロボットは人間とはまったく異なる方法で周囲を認識できます。単一のインフィニオンREAL3™ 3DイメージToFセンサーにスポット照明とフラッド照明を組み合わせることで、この技術はロボットによるSLAM (正確な室内マッピングとスマート ナビゲーション) 、障害物回避、段差の検出などを可能にします。この技術的飛躍により、強い日光下で課題のある構造化光や、暗所および反復的なテクスチャで課題のあるステレオ ビジョンなどの代替技術に対して、大きな優位性が得られます。

モーターの動作にも、効率と安全性を確保するための堅牢なセンサーが必要です。用途を問わず、インフィニオンは幅広いポートフォリオから最適なXENSIV™ センサーを提供します。高帯域幅の電流センサー、極めて小型の3D磁気センサー、低解像度のローター位置検出向けの超低消費電流ホール効果センサー、高解像度向けの360° iGRMベース角度センサーなどを取り揃えています。

REAL3™ 3Dイメージ センサー
XENSIV™ センサー
ヒューマノイド ロボットを安全、安心、かつ高信頼なものにするBMSソリューション

ヒューマノイド ロボットは、高齢者介護、製造、支援などにおいて、日常的に人間の近くで、人と相互に関わりながら作業します。そのため、安全性とセキュリティを確保し、きわめて高い信頼性を備えると同時に、バッテリー寿命と動作時間を延ばすための高いエネルギー効率も維持する必要があります。容易に交換でき、急速充電が可能なバッテリー パックも、一般的な検討事項です。

幅広い先進製品ポートフォリオにより、インフィニオンのヒューマノイド ロボット向けBMSソリューションは、これらの要件を満たし、さらにそれ以上を提供します。

高品質パワー ディスクリートのリーダーからBMS保護を調達することで、バランシングMOSFET、保護MOSFET、ハイサイド ゲート ドライバにより、真の信頼性を確保できます。

TQFP-48およびTQFP-80パッケージで提供されるマルチチャネルのバッテリー監視およびバランシングIC、TLE9012DQU (12セル) およびTLE9018DQU (18セル) により、安全性を実現します。高精度の電圧測定を特長とするこれらのデバイスにより、高精度なSoCおよびSoHのための、信頼性が高く正確なバッテリー セル監視が可能になります。

PSOC™およびXMC7000の低消費電力40 nm MCUで、安全性とセキュリティに取り組めます。これらのMCUはBMSの制御タスクを容易に処理でき、組み込みのセキュリティを備えています。

ヒューマノイド ロボット向けの電力分配と電源管理

ヒューマノイド ロボットは、これまでに作られたロボットの中でも最大級であるだけでなく、最も複雑なロボットの1つでもあります。頭からつま先までシステムが稼働しているため、適切な量の電力を適切な場所に供給することが重要な役割になります。ここでインフィニオンの配電および電力管理ソリューションが役立ちます。高い安全性と効率を備えた高品質な配電および電力管理ソリューションを提供します。

この重要なシステムの設計を完成させるために、高品質なMCU、LDO、CANトランシーバー、統合型パワー ステージ、降圧レギュレーター制御IC、SPI電源コントローラー、デジタル マルチフェーズ コントローラーなどの製品ポートフォリオからお選びください。

モーター制御向けのフレキシブルなパワーMOSFETおよびゲートドライバ

インフィニオンからモーター制御スイッチを調達すると、数十年にわたる専門知識に加え、幅広い製品ポートフォリオのメリットを得られます。さまざまなパワー パッケージ、認証、電圧クラス、分類、パラメーター、RDS(on) などから選択できます。

スケーラブル パワー ブロック (SPB) フォーマットのOptiMOS™ 6 40 VデュアルNチャネルMOSFET (標準冷却または両面冷却) により、BOMコストを削減し、電力密度を向上できます。この技術は、2つの5×6パワー パッケージを1つに統合することで、基板スペースを大幅に節約します。

ヒューマノイド ロボット ハンドの24 Vモーター制御など、小型化がより重要な要素となる場合は、業界標準の40 mm² SO-8パッケージのOptiMOS™ デュアル パワーMOSFET (30 Vおよび40 V) が最適な選択肢です。回路設計の柔軟性を高め、BOMコストを削減できます。

さらに高い電力が必要ですか？TOLL (TO-Leadless) およびTOLT (TO-Leaded、上面放熱) パッケージを採用したOptiMOS™ パワーMOSFETをご覧ください。TOLLパッケージ製品は電力密度が高く、TOLT製品は優れた放熱性を備えているため、ヒートシンクへの熱抵抗を最小限に抑えられます。

OptiMOS™ および StrongIRFET™ パワーMOSFET
コンパクトでパワフルなモーター制御を実現する高効率なGaNソリューション

ヒューマノイド ロボットは、これまでのどのロボット設計よりも多くのモーターを必要とします。したがって、ヒューマノイド ロボット向けのシングルまたはデュアルBLDCモーター制御ソリューションは、非常に高いエネルギー効率と極めて高い電力密度を備える必要があります。

GaNベースのモーター制御は、FOCおよび適切なMCUと組み合わせることで、優れた効率と性能、電力密度の向上、モーター損失の低減、高速スイッチングを実現します。この新しいモーター制御方式は、かさばる電解コンデンサーの排除、小型化、信頼性の向上など、さまざまな利点をもたらします。インバーターをモーター シャーシ内に統合することで、インバーター用ヒートシンクが不要になり、各ジョイント/軸への配線を削減でき、EMC設計も簡素化されます。制御周波数を高くすると、動的応答も向上します。高スイッチング周波数のGaNベース モーター制御設計では、コンパクトな密閉型パッケージでより高出力を実現できるほか、高周波域で優れた性能を発揮し、システム効率 (インバーターおよびモーター損失) をさらに向上させ、動作温度を低減できます。

インフィニオンのモーター制御向けGaNソリューションにより、設計者は、よりシンプルで小型、軽量、かつ高効率なシステムを柔軟に実装できます。

EVAL_MTR_48V150A_GAN
CoolGaN™
EVAL_MTR_48V20A_GAN
最先端のヒューマノイド ロボットのモーター制御向け高性能MCU

ヒューマノイド ロボットにモーター制御を実装することは複雑な課題です。インフィニオンはこの分野で、魅力的なMCUを複数提供しています。

ヒューマノイド ロボットでは、特にさまざまなモーターなど、多数のシステムが同時に動作するため、効果的なシステム間通信が不可欠です。ここで、高速、低遅延、決定論的な通信機能を備えたEtherCAT®プロトコルが重要になります。インフィニオンのXMC4300およびXMC4800ファミリー (Arm® Cortex®-M4Fベース) のMCUは、内蔵 EtherCAT®ノードなどの機能を備えています。これにより、専用のEtherCAT® ASIC、外部メモリ、または水晶発振器が不要となり、BOMコストとPCBスペースを削減できます。これらはいずれも、ヒューマノイド ロボット市場における重要な設計上の考慮事項です。

一方、Arm® Cortex®-M33をベースにしたインフィニオンのPSOC™ Control C3Mは、モーター制御用途に特化して設計されたMCUファミリーです。クラス最高レベルのアナログ センシングとPWMタイマーにより、より高周波のPWM駆動が可能になり、GaNの適用が可能になります。また、高いサンプリング周波数により制御ループが高速化され、FOCモーターの動的応答が向上します。

どちらのソリューションも、実装を容易にする堅牢な専用IDEを備えています。

EtherCAT®ノード内蔵XMC4300/4800 MCU
PSOC™ Control C3M MCU
ヒューマノイド ロボット向けの高精度かつ高効率なセンサー ソリューション

ヒューマノイド ロボットが複雑な作業を実行し、人間のために作られた世界でエネルギー効率を維持するには、多数のセンサー システムが必要です。

インフィニオンのハイブリッドtime-of-flight (hToF) ソリューションにより、ヒューマノイド ロボットは人間とはまったく異なる方法で周囲を認識できます。単一のインフィニオンREAL3™ 3DイメージToFセンサーにスポット照明とフラッド照明を組み合わせることで、この技術はロボットによるSLAM (正確な室内マッピングとスマート ナビゲーション) 、障害物回避、段差の検出などを可能にします。この技術的飛躍により、強い日光下で課題のある構造化光や、暗所および反復的なテクスチャで課題のあるステレオ ビジョンなどの代替技術に対して、大きな優位性が得られます。

モーターの動作にも、効率と安全性を確保するための堅牢なセンサーが必要です。用途を問わず、インフィニオンは幅広いポートフォリオから最適なXENSIV™ センサーを提供します。高帯域幅の電流センサー、極めて小型の3D磁気センサー、低解像度のローター位置検出向けの超低消費電流ホール効果センサー、高解像度向けの360° iGRMベース角度センサーなどを取り揃えています。

REAL3™ 3Dイメージ センサー
XENSIV™ センサー
ヒューマノイド ロボットを安全、安心、かつ高信頼なものにするBMSソリューション

ヒューマノイド ロボットは、高齢者介護、製造、支援などにおいて、日常的に人間の近くで、人と相互に関わりながら作業します。そのため、安全性とセキュリティを確保し、きわめて高い信頼性を備えると同時に、バッテリー寿命と動作時間を延ばすための高いエネルギー効率も維持する必要があります。容易に交換でき、急速充電が可能なバッテリー パックも、一般的な検討事項です。

幅広い先進製品ポートフォリオにより、インフィニオンのヒューマノイド ロボット向けBMSソリューションは、これらの要件を満たし、さらにそれ以上を提供します。

高品質パワー ディスクリートのリーダーからBMS保護を調達することで、バランシングMOSFET、保護MOSFET、ハイサイド ゲート ドライバにより、真の信頼性を確保できます。

TQFP-48およびTQFP-80パッケージで提供されるマルチチャネルのバッテリー監視およびバランシングIC、TLE9012DQU (12セル) およびTLE9018DQU (18セル) により、安全性を実現します。高精度の電圧測定を特長とするこれらのデバイスにより、高精度なSoCおよびSoHのための、信頼性が高く正確なバッテリー セル監視が可能になります。

PSOC™およびXMC7000の低消費電力40 nm MCUで、安全性とセキュリティに取り組めます。これらのMCUはBMSの制御タスクを容易に処理でき、組み込みのセキュリティを備えています。

ヒューマノイド ロボット向けの電力分配と電源管理

ヒューマノイド ロボットは、これまでに作られたロボットの中でも最大級であるだけでなく、最も複雑なロボットの1つでもあります。頭からつま先までシステムが稼働しているため、適切な量の電力を適切な場所に供給することが重要な役割になります。ここでインフィニオンの配電および電力管理ソリューションが役立ちます。高い安全性と効率を備えた高品質な配電および電力管理ソリューションを提供します。

この重要なシステムの設計を完成させるために、高品質なMCU、LDO、CANトランシーバー、統合型パワー ステージ、降圧レギュレーター制御IC、SPI電源コントローラー、デジタル マルチフェーズ コントローラーなどの製品ポートフォリオからお選びください。

ブロック図

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