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光、熱、震動で最小レベルの発電と電源管理が可能な「超低消費電力電源回路」

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光、熱、震動で最小レベルの発電と電源管理が可能な「超低消費電力電源回路」

米国のテキサス・インスツルメンツ(TI)の子会社、日本テキサス・インスツルメンツ(日本TI)は、光、熱、機械的なエネルギー源を利用して「マイクロワット(μW)」から「ミリワット(mW)」レベルの電力を効率的に発電し、管理する次世代の「電源管理IC」を発表した。

今回発売されたのは、『bq25570』、『bq25505』、『TPS62740』、『TPS62737』、『TPS62736』の5新製品。いずれも「ワイヤレス・センサ・ネットワーク」「モニタリング・システム」「ウェアラブル医療用デバイス」「モバイル・アクセサリ」などの電源接続に制約のある機器で、アクティブ静止電流を業界最小レベルに維持し、電池フリーの動作を可能にする。

各製品は量産出荷中。『bq25570』と『bq25505』は、3.5mm角のQFNパッケージで供給中で、1,000個受注時の単価は『bq25570』が3.20ドル、『bq25505』が2.40ドル。『TPS62740』は、2x3mmの小型SONパッケージで供給中で、1,000個受注時の単価は1.10ドル。『TPS62737』と『TPS62736』は3.5mm角のQFNパッケージで供給中で、1,000個受注時の単価は『TPS62737』が1.00ドル、『TPS62736』が0.80ドル。

各製品の具体的な特長は以下の通り。

■『bq25570』

降圧型コンバータを集積したTIの昇圧型充電IC。静止電流が488nAと極めて低く、10μA未満の出力電流時に90%強の効率を実現することにより、利用可能な電力レベルが最小の場合でも、高効率を維持できる。

また、太陽光発電セル、熱電気発電機による発電と電力管理のためにMPPT(最大電力点追従)機能を内蔵しているほか、再充電可能Li-Ion電池、薄膜電池、スーパー・キャパシタ、通常のキャパシタなど、すべてのタイプの蓄電システムをサポートする。さらに、長い蓄電期間中に『bq25570』への電源をディスエーブルにする「出荷モード」機能も備えており、消費電力を5nA未満に抑えることが可能。

■『bq25505』

『bq25570』と同機能の昇圧型充電ICだが、アクティブ電流を325nAに抑えている。『bq25505』は、エネルギー・ハーベスト電源と一次電池電源でのシームレスなシステム動作を可能にするユニークな自立型電源マルチプレクサ・ゲート・ドライブを内蔵しており、エネルギー・ハーベスト電源からの電力を利用できない場合でも、一定の電力を提供し、システム動作を確保する。

■『TPS62740』

電池管理ICと同時に発表された『TPS62740』は、出力電流300mA、アクティブ静止電流360nA、待機時電流70nAで、最小のサイズと消費電力を実現した降圧型コンバータ。出力電流が10μAまで低下しても90%超の変換効率を実現。

さらに、31平方ミリメートルソリューション・サイズを実現しながら、プログラマブル出力電圧機能やDCS-Control(TM)機能を集積しており、TIの『MSP430FR59xx』超低消費電力マイコンのほか、SimpleLink(TM)『CC2541』ワイヤレス・マイコンなどのBluetooth(R)Low Energyソリューションの電源として最適。また、内蔵の負荷スイッチは、LEDやセンサなど、一時的に使用する部品の消費電力を低減する。

■『TPS62737』『TPS62736』

低出力電流コンバータとして同時に発表された、出力電流200mAの『TPS62737』と出力電流50mAの『TPS62736』は、アクティブ動作時の静止電流が370nA、スリープ時の消費電流が15nAと極めて低く、出力電流が15μA未満に低下しても、90%の変換効率を実現する。

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