SyntaxHigh

Monday, November 25, 2013

TLC5940 の負荷とレギュレータ

今,とある事情で DC/DC コンバータで 12V から 5.2V-5.5V を作り,さらにレギュレータで落としてICに使っている.5.2-5.5V 系列は TLC5940 のシンクに負荷(LED,サーボの制御信号)を通してつないでいる.

最初作った Daisy Chain の5つのモジュールには,IC に3.3V のレギュレータを入れていた.ATMega からは 5V の CMOS 信号が来ているが,ノイズが少なければこれでも駆動可能であることが分かっている.

このレギュレータは,駆動部とICのでカップリング及び過電流防止のためにつけていたもので,本当はしっかりとでカップリングできており,かつ過電流に対する対策が取られているなら必要ないのかもしれない.

僕の場合,テスト中に何回も暴走し,TLC5940 が数十個吹っ飛んでからやっと必要性を感じて無理やり基板に取り付けたところ,少なくとも破壊されることはかなり少なくなった.

問題は,サーボの制御信号として 6V を超えてはいけないこと.LEDはもう少し高くても問題はない.一方,TLC5940 の稼働電圧は 3-6V とある.ある程度上にも下にもマージンはあるのだろうけど,リップルノイズを含めてこの間に収めないといけない.

そして,それらを考えると MCU の電圧は 5V 以上が望ましい.

CMOS は 3.3, 5V が主流だけど,別に送信側と受信側の電圧レベルが違っていても動く.例えば 5V でも,3.3V の受信側では High とみなされる.Low 側はノイズマージンが小さくなることになる.一方で,逆はダメ.3.3V では 5V の High である 3.5 Vに届かない.

ここで,素人なり考えたいくつかオプション
  • 3.3V のレギュレータのまま使う.この場合,特に Low のノイズマージンが小さくなり,Low なのに High だとされる可能性が高い.ATMega を 3.3V にしておけば信号的には問題ないが、やはりノイズマージンは小さくなる。
  • LDO タイプのものを使う.但し,安定性があまりよくないらしい.
  • DC/DC コンバータをギリギリの 5.7V 程度まで上げ,78L05 で4.0V程度まで落とす。5+dropout 以下の時は電圧は VIN に線形に下がり、消費電力によっても多少上下するが、後者はあまり大きくない。
現実的には、今作っている 3.3V のものに対しては 3.3V の Arduino Pro Mini を使って、78L05 を使っているものに対しては 、信号バッファの電圧も同一の 78L05 を使うしかないだろう。

これから新しく作るものに対しては LDO タイプのものできっちり 5.0V に合わせることにする。