消費電力の計算方法：Q&Aで学ぶマイコン講座（23）（3/4 ページ）

マイコンユーザーのさまざまな疑問に対し、マイコンメーカーのエンジニアがお答えしていく本連載。今回は、中級者の方からよく質問される「マイコンの消費電力計算」についてです。

[菅井賢（STマイクロエレクトロニクス），EDN Japan]

静的電流

　図3に静的電流が発生するアナログ回路を示します。A-DコンバーターやD-Aコンバーター内にあるラダー（はしご型）抵抗は常に直流電流が流れます。オペアンプのバイアス電流も直流電流になります。簡単な回路ですがBGR（Band Gap Reference）も直流電流を消費します^＊）。CMOSをアナログ的に使用する場合（例、増幅回路など）のバイアス電流も直流電流になります。

図3：静的（スタティック）電流 （クリックで拡大）

　これらの直流電流が静的電流になります。システムクロックとは無関係に、電源が接続されている時には常に流れますので、動作周波数を掛ける必要はありません。これらの電流値は各マイコンで異なるので、各製品のデータシートを参考にしてください。

＊）関連記事：Band Gap Referenceの原理を出発点から解説（EE Times Japan）

具体的計算例

　それでは具体的な電流値を算出してみましょう。再び図1を見てください。電源電圧3.0V、動作周波数32MHzで、CPUの他にタイマー2とA-Dコンバーターを動作させた総電流の計算例です。ここでデータシートから2つの表を抜粋しました。左側の表を見ると、動作モード（Run mode）での消費電流が記載されています。

図1：マイコンの電流計算例 （クリックで拡大）

　Parameter欄に「…code executed from Flash」と記載されていますので、フラッシュメモリに書かれたプログラムコードを実行する場合です。Condition欄に「HSE = fHCLK up to16 MHz included, fHSE = fHCLK／2 above 16 MHz （PLL　ON）」と記載されています。HSEとは外部に発振振動子をつないで発振させる回路です。HCLKはシステムクロックです。PLLは周波数の逓倍回路です。「Range 1, VCORE=1.8」は、内部降圧回路の電圧を1.8VにするためRangeを1に設定しているという意味です。

　32MHzのTyp（ティピカルと読む)電流値は32mAと記載されています。この32mAにはフラッシュメモリ、発振回路、周波数逓倍回路、内部降圧回路を32MHzで動作させた場合の電流値も含みます。もちろんCPUの消費電流値も含まれています。

　しかし、周辺機能（タイマー2とA-Dコンバーター）は含まれていません。そこで、右表を見ますと、各周辺機能の消費電流値が記載されています。ここでタイマー2はTIM2、A-DコンバーターはIDD（ADC）として表記されています。

　まずTIM2ですが、前述したようにRange1の場合ですので、TIM2の消費電流は12μA/MHzです。単位が「μA／MHz」なので動的電流ということです。従って32MHzを掛けると384μAになります。A-Dコンバーターは静的電流なので1450μAと記載されています。これらを加算すると、マイコンの総電流値は1万434μAになります。

（注意）データシートに記載されている値が何の電流値を意味するかは、各マイコンで異なりますので、不明点があれば、マイコンメーカーの技術サポートに詳細を確認してください。