電流の分流について

質問

ありえないことで、悩んでいます。
皆さんのお知恵をお借りしたいと書き込みさせていただきます。

ある基板でショートによるケーブルの破損が起きました。
基板のつながりとしては下記の通りです
A基板　－　Bケーブル　－　C基板　－　Dケーブル　－　E基板
E基板上でのショートによってBケーブルとDケーブルが破損しました。
破損の度合いはBケーブルは黒く焦げるほどの破損で、Dケーブルは被覆が茶色くなる程度です。
ケーブルの素材は同じものですから、破損の違いは電流値の違いと考えることが出来ると思います。
実際にショートさせてみてケーブルの電流値を測定したところ、
Bケーブル：17A　　Dケーブル：9A
と違いが出ましたので、後はその差である8Aがどこで分流したのかを調べたのですが、ここで思いもよらない結果が出てしまいました。
BケーブルからC基板に入った回路はまず47μHのインダクタを通過して上記には記載されていないFケーブルを介してG基板にいくパターンとC基板上のICへと分かれます。
ここのパターンを切除して電流を測定したところ、インダクタからFケーブルへ分岐前で9A、ICへのパターンでは0Aとなりました。
Dケーブルでも9AですからFケーブル上では0Aということになりますが、8Aが消えてしまっているんです。
電線でインダクタの片側とICとFケーブルのコネクタを接続して、それぞれの電線上の電流値を計測した結果です。
Bケーブル　－　インダクタ　－　コネクタ　－　Fケーブル
　　17A　　　　　　　　　　　　　9A　　　　　　　　　0A
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　－　Dケーブル
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　9A
　　　　　　　　　　　　　　　　　　－　IC
　　　　　　　　　　　　　　　　　　0A　
つまり電線上で8Aが消えたことになります。
何度か計測しましたが値は変わりません。
こんなことってありえるのでしょうか？

よろしくお願いします。

回答No.6

miran_2006

＞そしてインダクタを通過した直後の電流値が17A、ICへの供給の電流が0A,残りの1本が9Aとなっています。
＞まさに、電線上で8Aが消失していることになるんです。

えーっと、つまり基板Ｃを起点にしてＩＣ側と、故障側の２系統を分断して、Ｙ字に結線して、各々を電流計で測ったって事ですよね。
で、本流（分岐前）は１７Ａが計測されてＩＣ側が０Ａ、故障側が７Ａって事ですよね。
で、確認、３箇所同時には測定していませんよね？
故障は短絡と言う事ですので、故障と並列接続に当たるＩＣへの供給電圧は０Ｖに近いですよね。って事は、ＩＣ側への電流が０Ａなのは、ありそうです。では、全く０Ｖか？若干動いているのではないですか？
しかも不正常に・・・
つまり、測ることによる電位差（電流系の電位差）により基板の動きが違うのではないですか？

電流は何で測っていますか？テスタの電流レンジですか？
それとも０．１Ω位を間に入れて電圧-電流換算してるのですか？
一度、Ｙ結線の全ての端に０．１Ωを入れて、３箇所をデジタルテスター等の入力インピーダンスが高い物で測ってみてはどうですか？

回答No.5

noname#101087

>Bケーブル上で17Aあった電流がインダクタのあとでICへは０A、Fケーブルを分岐させるコネクタの手前で９Aということです。

インダクタの in-out に着目すれば良いということですね。インダクタへの流入が 17A で、流出が 9A 。

その差分 8A はインダクタ内のリーク、としか考えられませんけど ..... 。

回答No.4

noname#101087

電流経路はこんなもんですか？

A から直流(+5V)
　↓
　L ―――→ E
　　　↓　↓
　　　F 　 C

>電流値を測定するため、基板のパターンを切断してインダクタの出力、IC、インダクタ後のパターンの3箇所をスター上に結線して電流値を測定しました。
>そしてインダクタを通過した直後の電流値が17A、ICへの供給の電流が0A,残りの1本が9Aとなっています。

ということは、E を切り離したとき、
　A から L へ 17A 流入
　L から F へ 9A 流出
　L から C へ 0A 流出、
ということでしょうか？

初めの質問では、A からの直流が F と E へ二分されているような印象を受けますけど。

補足

お返事が大変遅くなってしまい、申し訳ありませんでした。

もう一度回路を書きたいと思います

・全体
A基板－Bケーブル－C基板－Dケーブル－E基板
　　　　　　　　　　｜
　　　　　　　　　Fケーブル－G基板

・C基板上
+5V　－　インダクタ　－　コネクタ　－　コネクタ
　　　　　　｜*　　　　　　*　　　｜　　　　　　　｜
　　　　　　IC　　　　　　　　　Fケーブル　　Dケーブル
　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜　　　　　　　｜
　　　　　　　　　　　　　　　　　G基板　　　　　E基板

>電流値を測定するため、基板のパターンを切断して
この書き方が誤解を招いたと思います。
電流の測定は計器を回路に直列に接続しなければいけませんから、その測定のために基板のパターンを切断してその間に電流計を入れました。

ショートはE基板上で起こしてます。
ですからE基板は切り離していません。

Bケーブル上で17Aあった電流がインダクタのあとでICへは０A、Fケーブルを分岐させるコネクタの手前で９Aということです。
（それぞれ*で測定しました)
Fで分かれる前の回路で測定してますから、FとEへの分流は無いです。

回答No.3

neconama

キルヒホッフの第１法則によって電流が途中で消えることは考えられませんね。

気になるのはBケーブルの電流が他のの２倍になっていることです。
オシロのプローブがクランプ式のものだとして、Bケーブルを２ターン分で計ってないでしょうか？

補足

回答ありがとうございます。

それとこちらからのお返事が遅くなって大変申し訳ありませんでした。

一応、電気関係の学校を出てますから余計に謎なんですよね。

計測方法には問題は無いです。

回答No.2

miran_2006

流れる電流は、直流ですか交流ですか？
それと、夫々の電圧も関わります。
例えばＣ基板に昇圧回路が入っていて１V入力を３Vで出力していれば、変換効率を無視しＣ基板の消費が０と仮定すればＤケーブルは1/3の電流になります。
あとは、Ｃ基板から筐体側に漏電しているような事態も考えられますが電流の定義が、もう少しはっきりしないと何とも言えません。

が、途中で消えてしまうような事は「絶対」ありませんので、何処か勘違いか見落としがあると思います。

例１）ＤＣ１２Ｖの電源供給線をＢケーブルで基板Ｃに供給して「同じライン」をＤケーブルにより取り出し、Ｅ基板に供給し・・・
例２）交流１００Ｖの電源供給をＢケーブルで基板Ｃに供給し、基板Ｃ上でＤＣ変換し、ＤＣ１２ＶとしてＤケーブルでＥ基板に・・・
など、回路が想像できるような説明が好ましいです。

補足

回答をありがとうございます。

まず、電源回路からの供給は直流の+5Vです。
C基板上にレギュレータ等の変圧回路はないです。
C基板は筐体から離した状態で測定しましたので漏電ということもありえません。

基板Aはマザーボードになります。
マザーボードへ電源ユニットで作られた各電圧が供給されています。
マザーボードと基板Cを接続するBケーブルは40芯のフラットケーブルです。
このケーブルには問題となっている+5Vの他に±12Vや制御信号があります。
そしてC基板のコネクタを介してC基板に供給された+5Vはまず47μHのインダクタを通過したあと2個のコンデンサがカップリングされてます。
このインダクタ、コンデンサはノイズ対策と思われます。
そしてC基板上のICへの供給を分岐してコネクタを介してDケーブルでE基板に供給されます。
このDケーブルは34芯のフラットケーブルです。

その電流値を測定するため、基板のパターンを切断してインダクタの出力、IC、インダクタ後のパターンの3箇所をスター上に結線して電流値を測定しました。

そしてインダクタを通過した直後の電流値が17A、ICへの供給の電流が0A,残りの1本が9Aとなっています。

まさに、電線上で8Aが消失していることになるんです。

このような説明でわかりますでしょうか？

回答No.1

neconama

インダクタがあるということは、Bケーブルに流れる電流は、直流ではなく全波整流された脈流のではないでしょうか。
測定器にもよりますが、直流を計った場合、そのピークに近い値を示すものもありますので、そのような結果も考えられます。

お礼

回答をありがとうございます。

C基板のインダクタは、電源回路からのノイズ対策だと思われます。
電源回路からの出力はきれいな直流です。

電流の測定はオシロを使ってますから、リアルタイムでの測定になります。