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パーシャルパワーダウン時に重要なIoff機能

みなさんこんにちは。第一技術部の赤谷です。

パーシャルパワーダウンという言葉を聞いたことはありますでしょうか? パーシャルとは「一部」とか「部分的」という意味であり、パーシャルパワーダウンは、部分的に電源をオフする状態を表します。

低消費電力を求められる機器では、使わない回路ブロックの電源をオフ(パーシャルパワーダウン)して消費電力を抑えることはよくやる手法です。

パーシャルパワーダウン時は、電源が入っている回路ブロックと電源がオフ状態の回路ブロックが混在するため設計時には注意が必要です。

下図を用いてパーシャルパワーダウン時の注意点を説明します。

 

 

図のようにインバータAは電源供給され3.3 V出力している状態でインバータBの電源がオフの時を想定します。(パーシャルパワーダウンの境界の状態)

この時、インバータBの入力がハイインピーダンスでなければ、意図せぬ電流がインバータB側の電源あるいはグランドに流れ込み、各インバータの故障や不正な回路動作の要因となってしまいます。

 

 

よって、このようにパーシャルパワーダウン時にリーク電流が流れることがないように、インバータBは電源オフ(0V)のとき、入出力がハイインピーダンスになる機能を有するICを選定する必要があります。この機能をIoff機能と呼びます。

なお、結構見落とすのが外部インターフェースにおけるパーシャルパワーダウン対応です。

下図で機器Aの電源をオフしたとき、インバータAがIoff非対応のICであったとすると機器B側の入力回路にあるプルアップ抵抗を介してリーク電流が流れ込んでしまいます。(機器B側は機器Aを接続しない場合でも入力が不定にならないようにプルアップ処理しています。)

 

 

このリーク電流によって、機器Bの入力信号レベルが低下し意図せぬ方向に論理が変化すると、機器Aの電源をオフしただけなのに機器Bが誤動作するといった事態に陥ります。

このように外部インターフェース回路でもパーシャルパワーダウンを想定し、Ioff機能を有するICを選定する必要があります。

この回路でもう一点見落としがちなのがプルアップ抵抗です。機器Bだけ電源オフするパーシャルパワーダウン時も抵抗からのリークがないようにダイオードで整流する必要があります。

 

 

 

このように製品開発時には様々な状況を想定し、意図せぬ回路動作とならないように設計する必要があります。設計段階で全ての状態を網羅的に想定できるかどうかはノウハウの一部と言えます。

WTIは長年お客様の開発をサポートさせていただく中で、このようなノウハウを十二分に積み上げております。製品開発でお困りの際は是非当社の「電気設計受託サービス」をご利用ください。

 

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