(Twitter)YouTube日本語English簡体中文エイブリック株式会社は、進化を続けるアナログ半導体専業メーカーです。消費電力を大幅に低減させる方法の一つである「間欠動作」。ここでは、間欠動作と消費電流の関係と、より低消費に間欠動作を実現できる回路例を紹介します。間欠動作とは間欠動作という言葉にはあまりなじみがないかもしれませんが、間欠動作自体は私たちの身近なものに広く使われている技術です。「間欠」には、間欠ワイパーや間欠泉がそうであるように、「一定の時間において、物事が起こったりやんだりする」という意味があります。「間欠動作」とは、電気制御の分野において多く用いられる言葉です。システムの動作制御のひとつで、定期的に通常動作とスタンバイ動作を繰り返す制御方法を指します。電池で動く機器やエナジーハーベスティング機器など、電力に限りがあるシステムの場合、常に通常動作をしていると消費電流が大きくなり、電力を維持できなくなることがあります。そのため、これらの機器の多くは、定期的にシステムをスタンバイ動作に切り替える「間欠動作」を採用し、消費電流を低減させ、電力を有効に活用しています。)の消費電力を低減させる手段として、非常に有効といえます。間欠動作の消費電流ここでは、間欠動作と消費電流の関係を具体的に見ていきます。間欠動作では、下記のようにシステムが通常動作とスタンバイ動作を繰り返すため、平均消費電流を低減することができます。IAVEは、以下の計算式で算出することができます。1mAとなり、通常動作時の消費電流10mAに対し、間欠動作を行うことで約1/10に消費電流を低減することができます。このように、スタンバイ動作の時間割合が大きい間欠動作ほど、効果的にシステムの消費電流を低減することができます。間欠動作において、システム全体の通常動作/スタンバイ動作を切り替えるトリガーとして使われるのは、多くの場合マイコン(MCU)*です。*マイコン・・・電子機器を制御するための小型コンピュータ。電子機器の頭脳として、入力された信号に応じ働く。システムをスタンバイ動作から通常動作に切り替える周期をMCUにプログラムしておけば、MCUでシステムの間欠動作を制御することができます。実際に、MCUを用いた間欠動作で得られる平均消費電流を計算してみます。スタンバイ動作の割合が十分大きい場合で考えてみましょう。この場合、次の図のように、平均電流IAVEをスタンバイ動作時の消費電流ISTADNBYとほぼ同じ程度にまで低減することができます。modeのMCUを選ぶことが手段として考えられますが、MCUを完全にOFFして、低消費のタイマICをウェイクアップトリガとして使用するという方法も効果的です。図のように、LDOとMCUの間にスイッチを配置し、あらかじめ定期的にウェイクアップするよう設定したタイマICでMCUへ電源供給するスイッチのON/OFFを制御します。mode時の消費電流と比べると少ないため、平均消費電流を更に低減することができます。タイマICを用いた場合の平均消費電流を計算してみます。タイマICにS-35710を用いた場合で考えてみましょう。IOPE=10mA、LDOのISTANDBY=5uAとします。modeではなく、電源供給を遮断することで完全OFFに切り替えることが可能なためMCUのISTANDBY=0uAとなります。modeを使用した間欠動作の場合と比較すると、平均消費電流を約半分にすることが可能となります。mode時の消費電流が低いMCUを使用するスタンバイ動作時にMCUを完全OFFにできる、低消費のタイマICをウェイクアップトリガとして使用する。常に動作するLDOは、低消費なものを使用すると効果が得られるでしょう。エイブリックのICが極低消費の間欠動作をサポートエイブリックは、間欠動作の実現をサポートするタイマICとLDOをラインナップしています。S-1318を使用すると、システムの消費電流を大幅に低減することができます。0.57μAとなり、極低消費の間欠動作が可能になります。他にも、エイブリックは、間欠動作をサポートする低消費電力で柔軟な時間の設定が可能なウェイクアップタイマIC、インターバルタイマICをラインナップしています。セキュリティ機器などの幅広い電池駆動システムやエナジーハーベスティングシステムの開発をサポートします。機器の低消費化を間欠動作で実現される際には、エイブリックの製品も是非ご検討ください。