三端子レギュレータの定格以下の入力

質問

電子部品関係はどこのカテで質問すべきなのかわからなかったので、こちらで質問させていただきます。よろしくお願いします。

今、あるマイコン内蔵の電気製品を修理しています。その故障時の挙動と各部位の電圧波形から電源部分の三端子レギュレータが怪しいというところまでたどり着きました。

構成としては
AC100V→トランス→ダイオードブリッジ+平滑コンデンサ1000μF→TA7812S(12Vの三端子レギュ)→マイコンへ
という風になっています。

オシロでTA7812Sの出力の波形を見たところ、4Vを中心として±0.5Vほど振れ幅のノコギリ波のような波形でした。しかしこいつを指ではじくなどの振動を与えてやると、約4Vのきれいな直流になります。
何度か試したところ、マイコンに電源を供給している部分なので当たり前といえば当たり前ですが、直流のときはこの電気製品が正常に稼動し、波形が乱れているときは動かないということがわかりました。

ここで質問なのですが
(1)壊れたレギュレータが振動を与えることによって正常に動くことはあるのか
(2)入力が全波整流されたAC12Vで出力が4Vなのに使われている部品は出力12VのTA7812S。このような使い方でも動くのか？

基板上の刻印を見ると、ダイオードブリッジの入力が「AC12V」、三端子レギュレータの出力が「12V」となっています。私の記憶では三端子レギュレータ低ドロップタイプでも0.5Vぐらいは入力側を高くしないといけなかったように思うのですが・・・
実際は出力が4Vしかなくても製品は問題なく動いてます。つまり刻印と使用部品が現実と合致していなくて混乱しています。

わかる方よろしくお願いします。

回答No.3

tance · ベストアンサー

AC12Vを整流すると単純計算では12×√2 - 4 = 13Vくらいの直流が
得られます。これで12Vの三端子レギュレータを使うというのは
ちょっと厳しい（電圧が低すぎる。AC90Vでは完全に電圧不足）
と思います。

それと、何と言っても12Vであるべきところが4Vというのは異常です。

4Vのリップルは周波数はどのくらいでしょうか。もし電源周波数
の倍の周波数なら、単なる脈流のリップルです。もし違う周波数
だったら、負荷か三端子レギュレータの発振です。

12Vのレギュレータで4Vの出力が出ているとすると、電圧制御
ができない状態であることは間違いないので、入力にあるリップル
が除去できなくても仕方ありません。そのために出ているリップル
なのか、発振による波形なのかをまず見極めましょう。

振動で動作が変わるのは多くの場合半田不良です。表面実装の
セラミックコンデンサが使われている場合は、基板の反りなどに
起因する「割れ」が考えられます。発振防止用のコンデンサが割れて
いれば発振が起きても不思議ではありません。

それより、やはり、何故４Vになっているのかを突き止めるのが
先決ではないでしょうか。三端子レギュレータをはずして、別途
周辺のコンデンサなどを付け加えて回路を組み、平滑コンデンサの
ところから電源をとって、無負荷で動作させてみてください。

三端子レギュレータの入力電圧、出力電圧が異常でないかをチェック
してください。おかしな動作が起こるときは、できるだけシンプルな
状態を作って、その状態で正常か異常かをチェックしていくと
おかしい原因が解ります。三端子レギュレータの部分だけを作り
負荷なしで動作させる、という上記の実験もシンプルにするという
一貫です。

回答No.4

tance

tanceです。

済みません、間違えました。AC12Vを整流して得られるDCですが、
AC90V入力だったとしても13Vくらいは得られるので、多分ここは
問題ないと思います。
DC電圧 = 12×√2 - 2 = 15V　　（なぜか -4Vとしていました）
AC90Vだとすると
DC電圧 = 12×0.9×√2 - 2 = 13V
リップルの谷はきついかもしれませんが、全くダメという程では
ありません。

以上、訂正させてください。

お礼

回答ありがとうございます。
ANo.1の方のお礼に書いたとおり、一応動くので今回はこれで良しとしようと思います。本当は自宅に持ち帰っていろいろ検査したいところですが、そもそも、報酬が缶ジュース1本なのでもう原因究明までやる気がおきません（笑

ただ、自分でもなぜそうなったのかがとても気になるので、次に壊れたときは電源部分を完全にばらして徹底的に下人を突き止めたいと思います。
どうもありがとうございました。

回答No.2

takepon256

まず、トランス後の波形がAC12Vというのは振幅12Vですよね？
ということは全波整流すると0～6Vの波形になるのですよね？

ここでTA78xxSのドロップ電圧は2Vです。
http://www.toshiba.com/taec/components2/Datasheet_Sync//265/5666.pdf

よって、出力電圧4V付近で出力されるのは理屈に合ってます・・・が、動作保障外だと思います。
ですので、6Vに平滑されただけのリップルの乗った波形がマイナス２Ｖのオフセット回路を通して出力されているとお考えください。

リップルの乗っていないフラットな波形が出力されるほうが不思議に思えます・・・

お礼

回答ありがとうございます。
全波整流して平滑化コンデンサを通した状態でDC12V付近です。
自分も何がなんだか分かりませんが、ANo.1の方のお礼に書いたとおり動くことは動くので、今回はこれにて完了とさせていただきます。
完全な業務用で特定業者しかメンテしないので刻印が実際と合致してないなんてことがあったのかも知れません（それでも偶然中の偶然だと思いますが）。
今回はありがとうございました。

回答No.1

picpom

部品が全部壊れていないと仮定すると、4V出力はあり得ない。
TA7812は12Vだし。
最初から7812なのか、そうなら何故7812なのかが不明ですね。ノコギリ波だから発振していますね。　振動を与えると直るのは発振防止のコンデンサの接触不良（半田不良)みたいですが。

出来れば7812の負荷ラインを外して各部電圧を測ってみて下さい。
整流後の電圧、負荷を外した時の7812の出力電圧、7812の入出力に発振防止のコンデンサがあると思いますが、半田はちゃんとされているか？　等・・

お礼

回答ありがとうございます。
実はこの電気製品は業務用の大型調理器具で、勤務先に置いてあるのであまりばらしたりできないのです。本来でしたら業者さんを呼ぶべきなのですが、あいにく型が古く修理を断られました。加えてこの景気で店が…なのでダメ元で私が修理をすることになったしだいです。

結局、念のため別の12Vレギュレータに換装して発振防止用のコンデンサを追加したところノコギリ波は消えました。これで一応は動いているで良しとします。下手に触ると症状がさらに悪化しそうなので。
ありがとうございました。