インダクタ(コイル)

テックノート

車載通信インタフェース : PoC用推奨製品(PoCフィルタ用インダクタ、チップビーズ)

安全支援走行や環境負荷の低減、快適性の向上により自動車は車載インタフェースの高速化の要求が高まっています。双方向の通信に対しては車載Ethernetが、一方向の通信に対してはLVDSが導入されるようになりました。LVDS伝送においてはワイヤハーネスの重量を軽減するため、1本の同軸ケーブルで信号伝送と電源供給を実現するPoC(Power over Coax)の適用が進められています。本記事では、PoCフィルタ用インダクタとチップビーズを用いた使用例と効果についてご紹介します。

高速車載インタフェースに適した伝送システム

車載インタフェースの高速化・高度化に伴い、LVDS伝送の車載カメラシステムなどでは、1本のラインに信号と電源を重畳させるPoC(Power over Coax)化が進行しています。TDKのPoCフィルタ用インダクタは、PoCにおける伝送特性の確保を省スペースで実現する製品です。
PoCでは広帯域の信号と電源を分離するために広帯域で高インピーダンスを確保できる様に、複数のインダクタンスを組み合わせて使われています。

図1.PoC伝送システム概要
PoC伝送システム概要

LVDS-PoCの高速化・大電力化

カメラ、レーダー装置などのセンシング装置はセンシング精度向上に伴い情報大容量化・高機能化・多機能化し、モジュールの伝送速度の高速化及び大電力化が必要となっています。その為、通信インタフェース(PoC)への要求は、伝送速度が約1.5Gbps → 約5Gbps へ高速化、電源供給は約1W → 約5W の大電力対応が要求されています。

図2:自動運転用カメラモジュール/ADAS
自動運転用カメラモジュール/ADAS

PoCフィルタに最適化したインダクタ(コイル)の開発

小型化の実現 (実装面積を37%削減)

車載用カメラモジュールなどはスペースに制限がある場合が多く、製品小型化や実装面積の縮小が要求されます。
一般的なインダクタではチップビーズと合わせて員数が4個程度となりますが、同条件の場合TDKのPoCフィルタ用インダクタではインダクタ1個+チップビーズ2個で実現することができます。
それにより、実装面積で37%程度に減らすことが可能となっています。
また、インダクタ員数を削減するにあたり、広帯域でインピーダンス周波数特性を維持できる製品が必要となります。
同時に高温環境で特性を維持し、最大150℃で動作保証する必要あります。

図3:PoCフィルタ構成例
PoCフィルタ構成例
表1:TDK推奨PoCフィルタ用インダクタ

*例)4Gbps 300mA用 PoCフィルター の場合

構成 Filter 1 Filter 2 Filter 3 Filter 4 Rdc[Ω] 実装面積[mm²]
TDK推奨 ADL3225VT-100M-TL000 / 1.2kΩ Chip Beads
MPZ1608S102ATD25
Chip Beads
MMZ1608Y152BTD25
N/A 1.05-44% 15.83-32%
一般的なインダクタ NLCV32T-100K-EFRD/2kΩ NLCV25T-4R7M-EFRD/2kΩ Chip Beads
MPZ1608S102ATD25
Chip Beads
MMZ1608Y152BTD25
2.09 24.95

広帯域でインピーダンス特性を維持

PoCフィルタ用インダクタのADLシリーズは広帯域でインピーダンス特性を維持することができます。
大電流対応には一般的なインダクタでは複数個使用しますが、PoCフィルタ用インダクタ:ADLシリーズを用いた場合は員数を削減することができます。
その為、一般的なインダクタを使用した場合と比較し広帯域に渡り周波数リップルが小さく抑えることができます。
TDKが提案するソリューションではフラットな周波数特性を実現しています。

図4:PoCフィルタ用インダクタの効果
PoCフィルタ用インダクタの効果

TDKのPoCフィルタ用インダクタの一覧

TDKのPoCフィルタ用インダクタは図5に示す、「Filter 1」及び「Filter 2」で使用され、「Filter 1」でPoCフィルタとして仕様を満たす場合は「Filter 2」はチップビーズなどが使用されます。
TDKでは許容電流やフィルタ要求に応じてPoCフィルタ用インダクタのラインナップを進めています。(表2)
ADL3225V、ADL3225VT、ADM32FSC、 ADM45FDC-シリーズは広帯域に対応した製品で、ADL2012シリーズ、MDF1005GADシリーズ(開発中)は小型の「Filter 2」のインダクタです。
また、大電流用として、ADL3225VMシリーズ、ADM32FSCシリーズのラインナップを進めています。

図5:PoCフィルタ用インダクタの種類
PoCフィルタ用インダクタの種類
表2:TDKのPoCフィルタ用インダクタ

注:***はインダクタンス値 又はインピーダンス値を示します。製品仕様詳細は、個別の製品仕様をご確認お願い致します。

PoC
許容電流
item# インダクタンス(代表値) 推奨インダクタ 製品特長 ステータス 仕様
[μH] 許容差[%] Filter 1 Filter 2
Filter 3
300mA ADL3225VT-100M-TL000 10 20   広帯域 量産体制 製品詳細
300mA ADL3225V-470MT-TL000 47 20   量産体制 製品詳細
~700mA ADL2012-***M 1.5 20   小型・広帯域 開発中 (Contact us)
~700mA ADL3225VT-4R7M-TL000 4.7 20   広帯域 量産体制 製品詳細
~1,000mA ADL3225VM-***M-TL000 10 20 Filter 1向け
中電力・広帯域
開発中 (Contact us)
Filter 2向け
大電力・広帯域
開発中 (Contact us)
~700mA ADM32FSC-***M 22 20   大電力 開発中 (Contact us)
~1000mA ADM45FDC-***M 10 20   大電力 開発中 (Contact us)
560mA MDF1005GAD-***
ATD69
(GHz帯ノイズサプレッサー)   小型・高周波帯域用 開発中 (Contact us)

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