Arduino GIGA R1 WiFiは、デュアルコア STM32H747 を搭載した高性能開発ボードであり、広入力電圧 + 2段降圧変換 + マルチパス給電で構成された電源システムを備えています。これにより、高消費電力の周辺機器と無線機能が同時に動作する場合でも安定した電源供給を確保し、複数の使用シナリオにおいて柔軟な給電を可能にするとともに、コアコンポーネントを保護する回路も備えています。
1. ArduinoのGIGA R1 WiFiの3つの電源供給経路
本ボードは、VINピン電源、USB-C電源、USB-A電源の3つの電源入力方式をサポートしています。それぞれの方式は異なる使用シナリオに適しており、電源経路は自動的に切り替わり、共存できるため、手動切り替えは不要です。
この図は、Arduino GIGA R1 WiFi開発ボードの電源回路の全体ブロック図を示しており、外部入力からオンボードモジュール、コアコンポーネント、電圧変換ロジックに至るまでの電源供給チェーン全体と、主要なパラメータを明確に示しています。
入力ソース 1：J12 USB-C ポート
- 機能：プログラミングと電源供給を兼ねています。デスクトップでのデバッグ時に最も一般的に使用される電源入力です。
- 出力信号：VBUS_USB0（標準USB 5V）
- 後段の経路：VBUS_USB0 → D1ショットキーダイオード → +5V共通電源レール
- ダイオードの役割：逆極性保護および単方向導通です。USB-Cからの逆流や、マルチ電源動作時の循環電流を防止します。また、ショットキーダイオードは電圧降下（約0.3V）が低く、電力損失を最小限に抑えます。
入力ソース2：ヘッダVINピン（2.54mmヘッダ）
- 機能：産業用途/高電力用途向けの広電圧外部電源入力です。
- 出力信号VIN：（入力範囲6V～32V、U7は記載どおり最大32Vに対応）
- 後段の経路：VIN → U7降圧コンバータ → +5V共通電源レール
- U7の主要パラメータ：
- 最大入力電圧：32V（12V/24V産業用電源と互換性のある広入力電圧仕様です。）
- 最大出力電流：1.5A（5V共通電源レールに充分な電流を供給します。）
入力ソース3：J2 USB-Aポート
- 機能：USBホストモード＋バックアップ電源供給
- 電源ロジック：+5V電源レール → U9電源スイッチ → VBUS_USB1 → J2
- U9の役割：外部USBデバイスからの逆流を防止し、メインボードを保護します。ボードの5V電源レールが安定している時のみUSB-Aポートに5Vを出力し、ホストモードでの電力供給を可能にします。
2. 電圧変換：2段降圧による3.3Vへの統一
第1段：VIN → 5V（VIN入力時のみ有効）
- コアIC：U7降圧レギュレータ
- 機能：6～32Vの広範囲なVIN入力を安定した5Vに降圧し、+5V共通電源レールに供給します。
- 注：USB-Cからの5Vは、二次変換による損失を回避するため、U7を経由せず、D1を介して直接+5V共通電源レールへ供給されます。
第2段：5V → 3.3V（すべての入力方式で動作）
- コアIC：U6降圧レギュレータ
- 入力：+5V共通電源レール
- 出力：+3V3（3.3V、ボードの唯一のコアロジック電圧）
- U6の主要パラメータ：
- 最大入力電圧：22V（VINが過電圧の場合でも下流回路を保護する冗長設計）
- 最大出力電流：1A（デュアルコアMCU、ワイヤレス、ストレージ、その他すべてのモジュールに供給）
ヘッダ出力：外部電源インターフェース
- 5Vヘッダ：外部5Vセンサ/ペリフェラル用で、+5V共通電源レールから直接電源供給します。
- 3V3ヘッダ：3.3Vペリフェラル用で、+3V3レールから直接電源供給します。
- IOREFヘッダ：+3V3に直接接続され、シールドにロジックレベルのリファレンスを提供します。（GIGA R1は5Vロジックのない純粋な3.3Vボードです。）
適用品番：
出典：
- Arduino GIGA R1 WiFi Datasheet
- EEPWおよび関連プロジェクトのご支援に心より感謝します：Arduino GIGA R1 WiFi – Development Board Evaluation
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