IoTデバイスのメンテナンス不要と小型化を実現する電源制御技術

高 虹  佐藤 弘幸  中本 裕之  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J102-C   No.12   pp.332-339
公開日: 2019/11/13
Online ISSN: 1881-0217
DOI: 
論文種別: 招待論文
専門分野: 電子回路
キーワード: 
電源制御,  小型,  低電力,  IoT,  ビーコン,  

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あらまし: 
この論文では,Internet of Things (IoT)デバイスの起動や無線送信/スリープのモード切り替え制御を,小型かつ低電力で実現する電源制御技術を紹介する.従来は,制御の切り替え時に発生する電源変動を「抑制」していたが,我々はその変動をむしろ「許容」する手法を考案し,従来必要だった電源ICや余剰な安定化容量を不要化した.また,無線モジュールの起動や停止を検知するコンパレータのしきい値を,自身の出力状態を元に切り替えた後,自動的にパワーダウンする仕組みによって定常消費電流1μA以下を達成した.太陽電池を用いたBluetooth Low Energy (BLE)モジュールの駆動部に本技術を適用し,従来比で厚さ1/2,サイズを2/3に削減したメンテナンス不要の小型ビーコンを実現した.更に,二次電池の充放電やLow Power Wide Area (LPWA)の電源制御に本技術を適用することで,24時間動作を可能にするビーコン,及び,7kmの長距離送信を可能にする世界最小のセンサーデバイス(82 × 24 × 6mm)を開発した.本技術は,IoTデバイスの用途や電力バジェットに合わせて柔軟にカスタマイズでき,多くのIoT現場での適用・応用が可能である.