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» 2017年10月19日 11時00分 公開

Design Ideas アナログ機能回路:正確なワイヤレス電流検出を可能にする回路 (3/3)

[Kris Lokere(Linear Technology),EDN]
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クローンカウンター

 1秒に1回通知するモートの標準的な消費電力は、測定回路の場合は5μA未満になり、ワイヤレスの場合は40μAになることがあります。実際には、消費電力は、シグナルチェーンが読み取り値を受け取る頻度、ネットワーク内でのノードの構成方法などのさまざまな要因によって変わります。

 回路例は、2個のアルカリ一次バッテリーセルから給電されます。バッテリー入力電圧は、クーロンカウンターを内蔵する昇降圧レギュレーターによって安定化されます。このデバイスは、1.8V〜5.5Vの範囲内の入力電源から3.3V出力を供給できます。デューティサイクルで制御されたワイヤレスアプリケーションの負荷電流は、無線がアクティブモードまたはスリープモードのいずれであるかに応じて、1μAから20mAまで変化する場合があります。この昇降圧レギュレーターは、無負荷時の静止電流がわずか680nAであるため、無線およびシグナルチェーンがスリープモードのときに、回路全体の消費電力をきわめて低く抑えます。それでもこのデバイスは、50mAという電流を出力することができ、無線の送受信時に、さまざまなシグナルチェーン回路に十分な電力を供給します。

図3:完全なワイヤレス電流検出回路が小型の回路基板上で実装されます。唯一の物理的接続は、電流を測定するためのバナナ・ジャックです。ワイヤレス(無線)モジュールが右に示されています。回路は、基板の裏面に接続された2個のAAAバッテリーから給電されます。

 信頼性の高いワイヤレスセンサーの配置では、バッテリー切れになることは許されません。同時に、あまり頻繁にバッテリーを交換すると、不要なコストとダウンタイムが発生します。結論として、高精度のバッテリードレイン回路が必要になります。このレギュレーターは、スイッチングする場合、バッテリーから消費した全電荷を必ず記録します。この情報は、I2Cインタフェースを使用して読み出すことができ、バッテリー交換のタイミングの予測因子として使用できます。

 こうしたデバイスを組み合わせることによって、正確なワイヤレス電流検出回路の設計が可能になるでしょう。

【著者:Kris Lokere氏/Linear Technology(=現在はAnalog Devicesの一部)シグナル・コンディショニング製品 戦略的アプリケーション・マネージャ】

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