電子工作etc

■２相（Two-Phase）PWM「PIC16F785」
　　★概要
　　　　ＰＩＣ内臓のＣＣＰ（Capture/Compare/PWM）モジュールをＰＷＭモードで使用すると、周期とデューティ比を設定
　　　　するだけで１相（Single Phase）PWMを容易に実現することが出来ます。そしてこれを応用して、高効率な電源
　　　　（Switching Power Supply）を作ることが出来ます。

　　　　＜PWMの周期（PERIOD）とデューティ比（DUTY　CYCLE）＞
　　　　　

　　　　＜スイッチング電源の実現（例）＞
　　　　　

　　　　＜１相PWM波形と出力波形＞
　　　　　

　　　　しかし、１相方式では、出力電圧のリップル成分が大きくなり、このリップル成分を取り除くためには、より多くの
　　　　部品が必要となってしまいます。

　　　　そこで１相ではなく、２相、３相と増やすことにより、出力電圧のリップル周波数を数倍に上げ、より少ない外付け
　　　　部品で、出力電圧リップルの振幅を減少させることが可能となります。

　　　　＜２相PWM波形と出力波形＞
　　　　　

　　　　＜３相PWM波形と出力波形＞
　　　　　

　　　　ＰＩＣ１６Ｆ７８５は、アプリケーションノート（ＡＮ１０８６）からも見られるように、スイッチング電源開発をターゲットに
　　　　開発されたＰＩＣのようで、他のＰＩＣには無い、２相ＰＷＭやオペアンプが、搭載されています。

　　　　今回は、この２相ＰＷＭに焦点を当てて、基本的な動作のみを確認してみました。

　　　　＜２V〜４．５V／１０Aスイッチング電源（例）＞
　　　　　
　　　　　

　　★動作原理
　　　　本来は、次の図のように、ＰＩＣの外部にＦＥＴ、コイル、コンデンサ、抵抗などの部品を付ける必要があるのです
　　　　が、今回は、２相ＰＷＭ（ＰＨＡとＰＨＢ）の動作（周期、デューティ比）だけとし、２相の出力波形や性能を測定して
　　　　みました。

　　　　＜ＰＩＣ１６Ｆ７８５を使用した３相ＰＷＭスイッチング電源（例）＞
　　　　　

　　　　＜周期の計算式＞
　　　　　周期は次の計算式で求めることが出来ます。
　　　　　例えば、１００ｋＨｚの周期を求めてみます。
　　　　　　　・クロック（Ｆｏｓｃ）は、８ＭＨｚとする。
　　　　　　　・プリスケーラ（ＰＷＭＰ）は、÷８にする。
　　　　　　　・周期ビット（ＰＥＲ）は、９にする。
　　　　　　※１００ｋＨｚ＝８ＭＨｚ÷（８×（９＋１））
　　　　　
　　　　　最高周波数（クロック８ＭＨｚ時）
　　　　　　※４ＭＨｚ＝８ＭＨｚ÷（１×（１＋１））
　　　　　最低周波数（クロック８ＭＨｚ時）
　　　　　　※３１．２５ｋＨｚ＝８ＭＨｚ÷（８×（３１＋１））

　　★回路図
　　　　　

　　★プログラム
　　　　ソースリストはここです。
　　　　ＨＥＸリストはここです。

　　★動作確認
　　　　ブレッドボードを使って電源を供給し、オシロスコープで波形を観測してみました。
　　　　　
　　　　【測定（Ａ）】発振周波数：１００ｋHz、黄色：PHA、水色：PHB、振幅：０Ｖ〜＋５Ｖ
　　　　　
　　　　【測定（Ｂ）】発振周波数：１００ｋHz、振幅：−５Ｖ〜＋５Ｖ
　　　　　
　　　　デューティ比を変えてみました。