$V_{\rm i} = 12\ {\rm V}$，$F_{\rm m} = 0.2$，$f_{\rm s} = 100\ {\rm kHz}$，$L=78.42\ {\rm \mu H}$，$r_{L} = 260\ {\rm m \Omega}$(実測値），$C=180.47\ {\rm \mu F}$，$r_{C} = 100\ {\rm m\Omega}$（$C$は理論値，$r_{C}$は推定値）

※キャパシタは180uFの電解コンと0.47uFのフィルムコンをパラ使いしている．

f:id:ENOTYAMA:20200112194625p:plain — 低電圧におけるGvdの周波数特性

2020-01-06

二輪車の電動化について

パワーエレクトロニクスオートバイ動向調査電気技術

　近年，ハイブリッド車（HV）や電気自動車（EV）に注目が集まっているが，二輪車についてはあまり話題に上がらない．

　テレビ東京の番組「出川哲朗の充電させてもらえませんか？」で使用されているバイクは電動のものであるが，50cc相当のもので（手軽に乗れるという点が番組にとって都合がいいのだろうが），これ以外に電動バイクがCMやテレビ，その他メディアで取り上げられることは殆どない．

　自動車に比べてバイクはなぜ電動化が進まないのか．単に需要の問題なのか，それとも技術的に障壁があるのか．

www.tv-tokyo.co.jp

2019-12-01

出力電圧検出のA/D変換で気をつけるべきこと

パワーエレクトロニクスマイコン電子回路

　DC-DCコンバータは3.3Vと低電圧なものもあれば，45Vや100,200V以上の高電圧まで非常に幅広い．通常，DC-DCコンバータを制御するには，出力電圧を検出する必要がある．検出レンジがでかいまま，ただ何も考えずにマイコンに接続すると破損するので，分圧抵抗で電圧を落としてからA/D変換に入れる．

　また，パワー部は強いノイズにさらされているので，フィルタを通すことが普通である．したがって，分圧回路はストレートに考えた場合，このフィルタ部を含めると下図のようになる：

f:id:ENOTYAMA:20191124230507p:plain — LPF付き分圧回路

　LPFはRとCのセットで機能するが，この回路では，分圧抵抗がRの成分を持っているので特別追加する必要はない．

　一方で出力側（\(V_{\rm o_det}）にはA/D変換器がぶら下がっている．TI社から供給されているTMS320F2837xSより，A/D変換器の回路は，下図のようになっている：

f:id:ENOTYAMA:20191126222937p:plain — A/D変換回路

　図からわかるように，A/D変換回路には入力キャパシタ$C_{\rm p} = 12.9\ {\rm pF}$※，S/H回路スイッチ抵抗$R_{\rm on} = 425\ {\rm \Omega} $，S/Hキャパシタ$C_{\rm h} = 14.5\ {\rm pF}$が存在する．$R_{\rm s}$は，等価入力抵抗で，これはユーザが設定する．

※値はポートによって違う．詳細は参考文献のデータシート参照

入力キャパシタの値

　以上より，出力電圧を検出してからS/Hキャパシタ電圧まで２段のLPFが構成されていることがわかる．

　マイコンに実際取り込まれる値は$ C_{\rm h} $に印加される電圧であるから，以上の回路をまとめると下図のようになる：

f:id:ENOTYAMA:20191201194548p:plain — ADCを含めた検出回路

　実際にこの回路を回路シミュレータPSIMのACSweep機能を用いて周波数特性を解析した結果，下図のようになった：

f:id:ENOTYAMA:20191201201328p:plain — 検出回路+ADCの周波数特性

ただし，サンプリング周波数は100kHz，ホールド時間は75nsecとし，用いたパラメータは次の通り：

Component		Value
High-side resistor	R_H	51	kΩ
Low-side resistor	R_L	2.2	kΩ
Filter capacitor	C_f	1.5	nF
Parallel capacitor	C_p	12.9	pF
ON resistor	R_ON	425	Ω
Hold capacitor	C_h	14.5	pF