PIC電源回路の工夫(簡単なPIC電源回路)

PICマイコンは外付け部品が少なくても、高機能の回路を作ることができます。PICマイコンを使って様々な機器を作っている内に、簡単な電源回路でうまくPICが使えるようになったので紹介します。

一般的なPICの電源回路とその問題点

一般的な PICマイコン楽天 の電源回路の多くは、PICの電源は5V以下なので、乾電池を使ったり、5Vの定電圧電源を使ったり、9Vや12Vの定電圧電源から3端子レギュレータを通して5V以下の電圧にして使ったりしています。

これは、8ピンのPICの消費電流が約1〜100mAと大きく変動する場合を想定すると、定電圧電源か3端子レギュレーターを使わざるを得ないからです。そうすると、PICの電源として、大容量のものが必要となります。また、電源の直流インピーダンスも低いものが要求されます。

電源インピーダンスを低くすると、もし、PICがラッチアップした時、PICに大電流が流れて、PICが壊れることがあります。また、3端子レギュレータにも容量の大きいものが必要で、部品の価格アップにもなります。

電源を直結する場合には問題になりませんが、ACアダプターで電源を供給する場合、ACアダプターの電圧や極性を間違えたりすると、PICや回路部品を壊してしまうことがよくあります。PICを使った製品でACアダプターを間違えて壊した例を見たことがあります。

工夫したPIC電源回路の例

PICの電源回路の工夫

この回路が、私が工夫したPICマイコンの電源回路の例です。要するに、PICの電源回路の直流インピーダンスを非常に高くしてあるのが特徴です。つまり、12Vの電源から、1.5kオームの抵抗を通してPICに接続しています。

PICの電源電圧の安定化には小型のツェナーダイオードを使っています。ツェナーダイオードに直列にLEDを接続しているのは、これをPICの電源表示にも利用している為です。普通のダイオードもLEDもツェナーダイオードと同じような動作をします。

3.9V用の小型ツェナーダイオードの電圧は、3mA程度の電流では約3.2〜3.3Vとなります。LEDの電圧は約1.7〜1.8Vとなりますので、この直列回路の電圧は約5Vになります。

もちろん、PICの電源ピンとアース間の最短位置に適度な容量のバイパスコンデンサが必要です。場合によっては、10μF程度の電解コンデンサと0.1μF程度のセラミックコンデンサの併用が必要になることもあります。

PICマイコンには約1mAの電流しか流れていません。つまり、PICマイコンの出力は、ソース電流として使う場合は、FETかトランジスタを駆動して使います。または、PIC側に電流を吸い込むようにして(シンク電流として)使います。こうすると、PICの消費電流はわずかで済みます。

この回路例では、PIC12F629の3番ピンの出力はFET駆動になっています。6番ピンはトランジスタ駆動になっています。5番ピンはPICに電流を吸い込んで使っています。電流を吸い込む場合は、その電源電圧はPICの電源電圧以下にする必要があります。

工夫したPIC電源回路のメリット

上記のように、PICの電源回路の直流インピーダンスを高くすると、もし、PICがラッチアップしても、PICに流れる電流がわずかなので、PICが壊れることはありません。また、ラッチアップそのものが起こりません。従ってそれによってPICが壊れることもありません。

もし、ACアダプターの電圧や極性を間違えて接続しても、電源のインピーダンスが高いので、PICやその周辺部品が壊れることはありません。

このような回路は、何と言っても回路が簡単なので、安く作ることができます。回路が単純なので故障も少ないと思います。

この回路はPIC回路の消費電流が少ないので、PICそのものの動作を停止させるのも簡単にできます。つまり、不必要な時にはPICの電源供給を止めておけるのです。省エネルギーの回路が簡単に作れます。

ラッチアップとは

ICやPICを作る時に、シリコンウェハー上に回路を作成していきます。この時、設計上の回路と共に、期待していない位置にもトランジスタやダイオードやサイリスタなどが作成されてしまうことがあります。

このように生産の途中で「寄生トランジスタ」や「寄生サイリスタ」と言われるものができているものです。通常にICやPICを仕様書に従って使う限りに於いては、これらは何の問題も起こしません。しかし、電源電圧より過大な入力信号を端子に加えてしまったりすると、その「寄生サイリスタ」などが期せずして導通してしまうことがあります。それが「ラッチアップ」という現象です。