エネルギーハーベスティングのシステム回路設計～高効率な昇圧回路と低消費電力なデジタル回路設計

摘要

本講演では、高効率·低消費電力なエネルギーハーベスティングシステムを実現するための技術について論ずる．使用環境により変わるトランスデューサの発生電力を最大限に活用するための最大電力点追従（MPPT：Maximum Power Point Tracking）回路や微小な電圧を高効率に広範囲な負荷に対応させながらシステム電圧まで昇圧するためのDC-DCブーストコンバータ回路技術について説明する．また、プロセスの微細化が進み、スケーリング則に沿わなくなった電源電圧とのギャップを補うための超低消費電力デジタル回路技術について、低電源電圧下で動作し易い新たなフリップフロップ回路CS~2FF（Circuit Shared Static Flip Flop）を提案する．0.18-μm Standard CMOSプロセスを使い、0.5-V，1-MHz動作で、9.7nWを達成した．更に、非同期式回路が演算処理を伴うデータパスに対し、低消費電力化に効果的であることを説明する．