マイコンのPWM出力をFETを使って昇圧させる際、リセット解除後にPWM信号が期待通りに出力されない場合があります。この問題は、リセット解除後に3.3Vから5Vに昇圧する間に出力が誤動作することに関連しています。この記事では、この問題の原因とその解決方法について解説します。
FETを使ったPWM昇圧の基本
マイコンのPWM信号をFET（フィールド効果トランジスタ）を使って昇圧する方法は、通常、ドレインに5Vを供給し、ゲートに3.3Vを供給することで、ゲートの電圧によってFETのスイッチングを制御します。しかし、リセット解除後にPWM信号が開始されるまでの遅延時間により、誤って5Vが出力される場合があります。
FETを使った昇圧回路では、ゲート電圧とソース電圧が十分に差を持たないとFETが正しく動作せず、信号が予期しない挙動を示すことがあります。
問題の原因とリセット解除後の動作
リセット解除後にPWM信号が出力される前に、3.3V信号がしばらくの間FETに誤った動作を引き起こしている可能性があります。これは、PWM信号の開始前にFETが正しくスイッチングされず、5Vが出力されるためです。PWM信号が0Vになっていないため、出力が不安定になる可能性があります。
この問題は、FETを使った方法では解決が難しい場合がありますが、適切な回路設計を行うことで改善することが可能です。
ロジックICを使った解決策
PWM信号の誤動作を解決するためには、ロジックIC（例えば、ドライバICやレベルシフタ）を使用することが有効です。これにより、マイコンからの信号を安定させ、リセット解除後にPWM信号が安定して出力されるようにすることができます。
具体的には、レベルシフタICを使用して、PWM信号を3.3Vから5Vに適切に変換し、FETの制御を安定させることができます。このようなICは、PWM信号の初期動作を制御するのに適しています。
実例と回路設計のポイント
例えば、マイコンのPWM信号を使ってFETを制御する回路を設計する際に、PWM信号を直接FETに供給するのではなく、ロジックICを使ってPWM信号の状態をしっかりと安定させる方法があります。これにより、リセット解除後の誤った5V出力を防ぎ、PWM信号が安定して制御できるようになります。
また、FETのゲートに適切なプルアップ抵抗を追加することや、PWM信号が0Vから安定して動作するようにフィルタリングを行うことも考慮するポイントです。
まとめ
PWM出力の昇圧をFETを使って行う場合、リセット解除後の初期動作における誤った5V出力は、適切な回路設計によって解決することができます。FETの使用だけでは解決が難しい場合、ロジックICを利用して信号を安定させる方法が有効です。レベルシフタICやドライバICを活用し、PWM信号を安定して制御することで、誤動作を防ぐことができます。
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