イベントが適時応答できるように、トリガ・イベントは常に電源オンである必要があります。PIR は、近づいてくる人間がいるかどうかを検出するために、主にバッテリー駆動カメラに適用されます。場合によっては、誤ったアラームでシステム全体がウェークアップされてしまうため、PIR は日光が当たりやすい場所には適していません。低コストの mmWave (IWRL6432) ディテクタであれば、このような心配はありません。このディテクタは、ドップラー法と耐熱温度および光を通してのみ動きを検出するものです。Wi-Fi は主な転送ビデオ・ストリームであるだけでなく、録画開始コマンドなどのリモート・コマンドを受信する必要もあります。Wi-Fi 接続の消費電力はそれほど小さくありませんが、たとえば、Wi-Fi6 の TWT を使用したり、断続的に動作とスリープを繰り返す Wi-Fi SOC を使用したり、Sub-1GHz のプライベート・プロトコルを使用して特別なリモート・ステーションを接続したりするなど、改善するにはいくつかの方法があります。テキサス・インスツルメンツの Wi-Fi SOC CC3235 は、ハイバネーション・モードでわずか 4.5uA、ディープ・スリープ・モードで 120uA という低消費電力に対応するように特化して設計されています。

図 4-2 は、一般的な電源構造設計を示しています。一部の低電圧電源レールは、異なる ISP SOC を使用しているため、多少異なる場合もあります。

図 4-3 に示すように、リチウム・バッテリの出力電圧は温度と放電時間に応じて変化します。大半のエネルギーをバッテリから確保し、センシングと RF 性能のために安定した電圧を得るには、昇降圧部品が適しています。

図 4-2 バッテリの出力電圧と放電時間、および温度との関係

TPS631000 はテキサス・インスツルメンツの最新の低コスト昇降圧部品で、TPS631000 SOT パッケージとわずかな外付け部品により、設計全体のコストを削減することができます。

図 4-3 TPS631000 の効率

TPS631000 はバッテリ電源用に特別に最適化された設計で、その効率はほとんどの場合 90% 以上、場合によっては 95% 以上にもなります。標準静止電流は 8uA、スイッチング周波数は 2MHz です。こうしたことから、常時動作モードでエネルギーを節約するバッテリ電源システムに大変適しています。

TPS7A20 は、7uVrms のノイズ、6.5uA の静止電流、95dB/1KHz の高 PSRR LDO を備えた 300mA の低コスト LDO です。これらの特長から、低消費電力システムで常にセンサに給電するのに最適です。シャットダウン電流は、リチウム・バッテリの電源入力時に 5nA 未満であり、シャットダウンが必要なシステムにも使用できます。

Wi-Fi 部品は常に TPS631000 から電源供給されますが、Wi-Fi 接続の消費電力は非常に大きいです。ほとんどの場合、Wi-Fi SOC はインターバル動作モードで動作します。CC3235 の SDK は、ディープ・スリープ・モードまたはハイバネーション・モードに簡単に設定でき、RTC や GPIO、またはリモート・ネットワークの要求によって自動的にウェークアップできます。

一般に、常時動作する電源レールがエネルギー消費の主な原因であるため、電力効率、および静止電流については、パワー・コンバータ、PIR LDO、PIR 回路、mmWave 電源レール、Wi-Fi 動作モードに関係なく、さらに考慮する必要があります。