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

モーター制御用の柔軟なパワーMOSFETとゲートドライバー

インフィニオンの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と幅広いポートフォリオの恩恵を受けることができます。さまざまなパワーパッケージ、認定規格、電圧クラス、分類、パラメータ、RDS(on)などから選択できます。

OptiMOS™ 6 40 VデュアルNチャネルMOSFETは、スケーラブルパワーブロック(SPB)フォーマットで、標準またはデュアルサイド冷却で利用可能で、BOMコストを削減し、電力密度を向上させます。この技術は、2つの5x6パワーパッケージを1つに組み合わせることで、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、スペースがさらに重要な要素である場合、業界標準の40mm2 SO-8パッケージのOptiMOS™デュアルパワーMOSFET 30 Vおよび40 Vは、回路設計の柔軟性を高め、BOMコストを削減するのに最適な選択肢です。

より高い電力ニーズがありますか? TOLL(TO-Leadless)およびTOLT(TO-Leaded with Top side Cooling)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製品は優れた熱性能を備えているため、ヒートシンクへの熱抵抗が最小限に抑えられています。

OptiMOS™ および StrongIRFET™ パワーMOSFET
コンパクトで強力なモーター制御のための高効率GaNソリューション

ヒューマノイドロボットは、これまでにないほど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用のシングルまたはデュアルBLDCモータ制御ソリューションは、エネルギー効率が高く、電力密度が極めて高い必要があります。

GaNベースのモータドライブとFOCおよびフィッティングMCUを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のアプローチは、かさばる電解コンデンサの排除、サイズの縮小、信頼性の向上など、さまざまな利点を提供します。モーターシャーシ内にインバーターを統合すると、インバーターヒートシンクが不要になり、各ジョイント/軸へのケーブル配線が削減され、EMC設計が簡素化されます。制御周波数が高いほど、動的応答も向上します。高スイッチング周波数のGaNベースのモータ制御設計は、コンパクトな密閉ハウジングで高電力をさらに可能にし、高周波で優れた性能を提供し、システム効率(インバータとモーターの損失)をさらに向上させ、動作温度を低くします。

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。

REF_MTR_48V30A_GAN
CoolGaN™
最先端のヒューマノイドロボットモータ制御を実現する強力なマイコン

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、この分野のMCUに複数の魅力的な選択肢を提供しています。

ヒューマニオドロボットでは、多数のシステム、特にさまざまなモーターが同時に動作するため、効果的な相互通信が必要です。そこで登場するのが、高速、低遅延、決定論的な通信機能を備えたEtherCAT®プロトコルです。インフィニオンの Arm® Cortex®-M4FをベースとするXMC4300およびXMC4800ファミリーのMCUには、EtherCAT®ノードが内蔵されているため、専用のEtherCAT® ASIC、外部メモリ、クォーツクロックジェネレータが不要で、ヒューマノイド市場で重要な設計上の考慮事項であるBOMコストとPCBスペースを節約できます。

一方、Arm®Cortex® -M33をベースにしたインフィニオンのPSOC™ Control C3Mは、モーター制御用に特別に設計されたMCUファミリーです。最高クラス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ドライブが可能になり、GaN実装の実現を可能にします。また、サンプリング周波数が高いということは、制御ループが高速化され、FOCモーターの動的応答が向上することを意味します。

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。

XMC4300/4800 MCU、EtherCAT®ノード内蔵
PSOC™ 制御C3Mマイクロコントローラー
ヒューマノイドロボット用の精密で効率的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タスクを実行し、人間のために構築された世界でエネルギー効率を維持するためには、多く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全く異なる方法で見ることができます。この技術は、インフィニオンのREAL3™ 3D画像ToFセンサー1台とスポット照明およびフラッド照明を組み合わせることで、SLAM(正確なルームマッピングとスマートナビゲーション)の使用、障害物の回避、崖の検出などを可能にします。この技術的な飛躍は、明るい日光に取り組むストラクチャードライトや、暗闇や反復的なテクスチャーで課題に遭遇するステレオビジョンなどの代替技術よりも大きな利点をもたらします。

また、モータの動作には、効率と安全性を確保するために堅牢なセンサも必要です。インフィニオンは、高帯域幅電流センサー、超小型フォームファクターの3D磁気センサー、低分解能のローター位置検出用の超低消費電流ホール効果センサー、高分解能のフル360°iGRMベースの角度センサーなど、幅広いポートフォリオを備えた、どのようなタスクでもお客様に最適なXENSIV™センサーを提供しています。

REAL3™ 3D ToF 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、信頼性の高いものにするBMSソリューション

ヒューマノイドロボットは、そのタスクの遂行において、高齢者介護、製造、支援など、日常的に人間に近接し、人間と対話しています。したがって、安全性、セキュリティ、信頼性が高いと同時に、バッテリー寿命と動作時間を延ばすためのエネルギー効率を維持する必要があります。簡単に交換でき、急速充電できるバッテリーパックも一般的な考慮事項です。

インフィニオンのヒューマノイドロボットBMS向けソリューションは、先進的な製品の幅広いポートフォリオにより、これらの要件などを満たしています。

高品質のパワーディスクリートのリーダーからBMS保護を調達する際には、バランシングMOSFET、保護MOSFET、およびハイサイドゲートドライバを使用して真の信頼性を確保してください。

マルチチャネルバッテリ監視およびバランシングICのTLE9012DQU(12セル)とTLE9018DQU(18セル)はTQFP-48およびTQFP-80パッケージでそれぞれ安全性を提供します。高精度の電圧測定を特長とするこれらのデバイスは、高精度のSoCおよびSoHのための信頼性の高い正確なバッテリーセルの監視を可能にします。

PSOC™およびXMC7000低消費電力40nm MCUで安全性とセキュリティを実現します。これらのMCUは、BMS制御タスクを容易に処理し、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の配電と管理

ヒューマノイドロボットは、これまでに作成された最大のロボットの一部であるだけでなく、最も複雑なロボットの一部でもあります。システムが最初から最後まで稼働しているため、適切な量の電力を適切な場所にルーティングすることは重要な仕事です。そこで、インフィニオンの配電、管理ソリューションが活躍し、安全性と効率性に優れた配電・管理のための高品質なソリューションを提供しています。

高品質のMCU、LDO、CANトランシーバー、統合パワーステージ、降圧レギュレーター制御IC、SPIパワーコントローラー、デジタルマルチフェーズコントローラーのポートフォリオから選択して、この重要なシステムの設計を完成させます。

モーター制御用の柔軟なパワーMOSFETとゲートドライバー

インフィニオンの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と幅広いポートフォリオの恩恵を受けることができます。さまざまなパワーパッケージ、認定規格、電圧クラス、分類、パラメータ、RDS(on)などから選択できます。

OptiMOS™ 6 40 VデュアルNチャネルMOSFETは、スケーラブルパワーブロック(SPB)フォーマットで、標準またはデュアルサイド冷却で利用可能で、BOMコストを削減し、電力密度を向上させます。この技術は、2つの5x6パワーパッケージを1つに組み合わせることで、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、スペースがさらに重要な要素である場合、業界標準の40mm2 SO-8パッケージのOptiMOS™デュアルパワーMOSFET 30 Vおよび40 Vは、回路設計の柔軟性を高め、BOMコストを削減するのに最適な選択肢です。

より高い電力ニーズがありますか? TOLL(TO-Leadless)およびTOLT(TO-Leaded with Top side Cooling)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製品は優れた熱性能を備えているため、ヒートシンクへの熱抵抗が最小限に抑えられています。

OptiMOS™ および StrongIRFET™ パワーMOSFET

コンパクトで強力なモーター制御のための高効率GaNソリューション

ヒューマノイドロボットは、これまでにないほど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用のシングルまたはデュアルBLDCモータ制御ソリューションは、エネルギー効率が高く、電力密度が極めて高い必要があります。

GaNベースのモータドライブとFOCおよびフィッティングMCUを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のアプローチは、かさばる電解コンデンサの排除、サイズの縮小、信頼性の向上など、さまざまな利点を提供します。モーターシャーシ内にインバーターを統合すると、インバーターヒートシンクが不要になり、各ジョイント/軸へのケーブル配線が削減され、EMC設計が簡素化されます。制御周波数が高いほど、動的応答も向上します。高スイッチング周波数のGaNベースのモータ制御設計は、コンパクトな密閉ハウジングで高電力をさらに可能にし、高周波で優れた性能を提供し、システム効率(インバータとモーターの損失)をさらに向上させ、動作温度を低くします。

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。

REF_MTR_48V30A_GAN
CoolGaN™

最先端のヒューマノイドロボットモータ制御を実現する強力なマイコン

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、この分野のMCUに複数の魅力的な選択肢を提供しています。

ヒューマニオドロボットでは、多数のシステム、特にさまざまなモーターが同時に動作するため、効果的な相互通信が必要です。そこで登場するのが、高速、低遅延、決定論的な通信機能を備えたEtherCAT®プロトコルです。インフィニオンの Arm® Cortex®-M4FをベースとするXMC4300およびXMC4800ファミリーのMCUには、EtherCAT®ノードが内蔵されているため、専用のEtherCAT® ASIC、外部メモリ、クォーツクロックジェネレータが不要で、ヒューマノイド市場で重要な設計上の考慮事項であるBOMコストとPCBスペースを節約できます。

一方、Arm®Cortex® -M33をベースにしたインフィニオンのPSOC™ Control C3Mは、モーター制御用に特別に設計されたMCUファミリーです。最高クラス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ドライブが可能になり、GaN実装の実現を可能にします。また、サンプリング周波数が高いということは、制御ループが高速化され、FOCモーターの動的応答が向上することを意味します。

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。

XMC4300/4800 MCU、EtherCAT®ノード内蔵
PSOC™ 制御C3Mマイクロコントローラー

ヒューマノイドロボット用の精密で効率的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タスクを実行し、人間のために構築された世界でエネルギー効率を維持するためには、多く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全く異なる方法で見ることができます。この技術は、インフィニオンのREAL3™ 3D画像ToFセンサー1台とスポット照明およびフラッド照明を組み合わせることで、SLAM(正確なルームマッピングとスマートナビゲーション)の使用、障害物の回避、崖の検出などを可能にします。この技術的な飛躍は、明るい日光に取り組むストラクチャードライトや、暗闇や反復的なテクスチャーで課題に遭遇するステレオビジョンなどの代替技術よりも大きな利点をもたらします。

また、モータの動作には、効率と安全性を確保するために堅牢なセンサも必要です。インフィニオンは、高帯域幅電流センサー、超小型フォームファクターの3D磁気センサー、低分解能のローター位置検出用の超低消費電流ホール効果センサー、高分解能のフル360°iGRMベースの角度センサーなど、幅広いポートフォリオを備えた、どのようなタスクでもお客様に最適なXENSIV™センサーを提供しています。

REAL3™ 3D ToF 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、信頼性の高いものにするBMSソリューション

ヒューマノイドロボットは、そのタスクの遂行において、高齢者介護、製造、支援など、日常的に人間に近接し、人間と対話しています。したがって、安全性、セキュリティ、信頼性が高いと同時に、バッテリー寿命と動作時間を延ばすためのエネルギー効率を維持する必要があります。簡単に交換でき、急速充電できるバッテリーパックも一般的な考慮事項です。

インフィニオンのヒューマノイドロボットBMS向けソリューションは、先進的な製品の幅広いポートフォリオにより、これらの要件などを満たしています。

高品質のパワーディスクリートのリーダーからBMS保護を調達する際には、バランシングMOSFET、保護MOSFET、およびハイサイドゲートドライバを使用して真の信頼性を確保してください。

マルチチャネルバッテリ監視およびバランシングICのTLE9012DQU(12セル)とTLE9018DQU(18セル)はTQFP-48およびTQFP-80パッケージでそれぞれ安全性を提供します。高精度の電圧測定を特長とするこれらのデバイスは、高精度のSoCおよびSoHのための信頼性の高い正確なバッテリーセルの監視を可能にします。

PSOC™およびXMC7000低消費電力40nm MCUで安全性とセキュリティを実現します。これらのMCUは、BMS制御タスクを容易に処理し、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の配電と管理

ヒューマノイドロボットは、これまでに作成された最大のロボットの一部であるだけでなく、最も複雑なロボットの一部でもあります。システムが最初から最後まで稼働しているため、適切な量の電力を適切な場所にルーティングすることは重要な仕事です。そこで、インフィニオンの配電、管理ソリューションが活躍し、安全性と効率性に優れた配電・管理のための高品質なソリューションを提供しています。

高品質のMCU、LDO、CANトランシーバー、統合パワーステージ、降圧レギュレーター制御IC、SPIパワーコントローラー、デジタルマルチフェーズコントローラーのポートフォリオから選択して、この重要なシステムの設計を完成させます。

ブロック図

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