IoTセンサーソリューション
超低消費電力と高精度センシングを小さなサイズに

IoTセンサー機器の場合は、センシングしたデータをクラウド上に送信することが必要で、有線、無線を問わずセンシング信号のデジタル化が必要です。センサー出力のアナログ信号をデジタル変換する際には、一般的にADコンバーター(以下、ADC)が使用されますが、精度よくデジタル変換を行うためのADC応用の重要指標のひとつとして、適切なレベルのアナログ信号を入力することがあげられます。

ところが一般的に高精度なセンサーは繊細なセンシングエレメントを使用していることが多く、その出力信号は微小なアナログ信号となっていることも多くなっています。そのためセンサー出力をそのままADCに入力しても精度の良いデジタル変換が達成できないケースもあります。そのようなケースでオペアンプが使用されます。

微小なセンサー出力のアナログ信号をACD入力に適切な信号レベルに増幅するためのオペアンプには、高精度な増幅を実現するために、オペアンプ自身のノイズ性能をきわめて小さくすることが求められます。またIoTセンサー機器への応用では、消費電力のできる限りの低減も重要です。当社はこのようなIoTセンサー機器のセンサー信号増幅用に最適なCMOSオペアンプであるTC75S67TUをラインアップしています。

TC75S67TUの低ノイズ性能を発揮させるためには安定した電源供給も重要です。電源の安定性をより強固にするために、オペアンプ用の電源はその他電子回路の電源からは分離しておくことも推奨されます。LDOレギュレーターのTCR3UGシリーズを使用することで、低消費電流かつ高精度な電源供給が可能となります。

IoTセンサー機器は、その設置場所によって電源供給に制限が出てきます。またセンシングの頻度や無線通信の出力等の仕様によっては、バッテリー駆動では必要な動作時間を満足できないケースも考えられます。そのような場合は商用電源を確保することがもっとも簡単なソリューションとなりますが、AC-DC電源を準備する必要が出てきます。一般的には外付けのAC-DCアダプターを採用したり、AC-DC電源モジュールを購入しセット内に内蔵したりするケースが多いですが、性能とコストのバランスを追求するために、それぞれのIoTセンサー機器に最適な電源設計を行うことも検討課題となります。

当社の最新世代プロセスを適用したMOSFETやSiCショットキーバリアダイオードは、AC-DC電源の動作効率を高くするために最適な製品です。フォトカプラーは電源の一次側と二次側の間でフィードバック信号を安全に伝達するための役割を果たします。

当社はこのようなAC-DC電源に代表される電源設計を支援するため、スイッチング電源回路ライブラリーを公開しています。またリファレンスデザインセンターでは、各種電源の設計実例を公開しており、さまざまな電源回路における高効率化の設計アイデアを提供しています。いずれも無償でご利用いただけますので、電源設計の一助としてご活用ください。