３端子レギュレータ 入力不足の場合

質問

３端子レギュレータ　入力不足の場合

３端子レギュレータで入力電圧が設計値よりも不足する場合、
どのような動作をしますか？

>３端子レギュレータの基本動作と正しい使いかた
>www.cqpub.co.jp/hanbai/books/34/34391/34391_onboard.pdf

パソコンの交換用SSDの動作が不安定で原因を探しています。
基板上に駆動用として5V to 3.3Vの３端子レギュレータがあります。
このSSDは「5Vでも3.3Vでも動きます」ということになっています。

ところが、このSSDが主に使用されると想定されているSSDでは3.3Vの供給なのです。

この場合、どのような出力がされるのでしょうか。
3.3Vで供給されたレギュレータの出力はどのようになるのでしょうか。

正常に3.3Vを供給するのなら、オッケーなのですが。
「3.3Vしか入力されないのに、5V to 3.3Vのレギュレータがあるのがおかしい。
このレギュレータが不安定さを呼んでいる」という説があるのです。

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ThinkPad X40シリーズに、PhotoFast G-Monster 1.8インチSSDを使う話です。

>ThinkPad X40のG-Monster-1.8 IDE換装 なべラボ
>http://blog.nabe.jp/archives/000145.html#more

回答No.3

mako2_u

仕様を確認されないで一般論の回答がされているので、
私が確認できた事実を報告。

「PhotoFast 1.8" GMonster-IDE SSD」ですよね。
載っているレギュレータ「BA33P」の正式型番は
「AIC1722A-33XXT」で「Low Dropout Linear Regulator」です。
Dropout Voltage(電圧降下)は470mV(IL=300mA時)です。
(負荷電流が小さければ電圧降下も小さくなる)
なので、安定して3.3V出力を得るには3.3+0.47Vの入力が必要かな。
3.3V入力だと約2.9V(不安定)になるのかな？と思う。(負荷による)
それかまったく低い電圧になっちゃうか？
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet2/8/0u4c6fscurpp6ek3hh4r1shc553y.pdf

「PhotoFast 1.8" GMonster-IDE SSD」の仕様は、
『Input Voltage:3.3V±10%,5V±10%』
この電圧だが、どちらでもいいのか２種類必要なのか、
私にはちょっとわからない。どうなんだろう。
Linear Regulatorで落とすだけなら3.3～5Vでいい気もするが。
ジャンパピンで切換(レギュレータをバイパス)とかなら
わかる気もしますね。
http://www.photofast.tw/products/ssd-18ide.html

ここからは勝手な推測、正確性もあまり自信なし。
気に入らなければ流してください。
IDE互換だったら本来は5Vしか供給されないと思うのだが。
3.3Vっていうのが何なのかよくわからないですね。
後継の「GMonster- IDE V4」とかだと5Vだけなんですよね。
私は知らないが3.3Vを供給する機器(PC)もあるんですかね。
そういう機器(PC)だったら独自規格だから指定のデバイス以外は
動かないなら仕様があっていても「相性問題」と諦めるしかないのかも。
記事は「動かないのはおかしい」というのではなく
「載せてみたけど動いたり動かなかったり」という
自己責任の範疇の報告話なのかも。
「工場出荷時オリジナルのHDDが5/3.3V両対応」っていうのは
HDDの仕様であってPCの仕様ではないですよね。
PC側は何V(一方または両方)を供給しているのかわかりませんね。
これを確認しないと正確なSSD選択はできないですよね。
「両方の電圧で動作することが求められます」というのは
正しくない気もするがどうなんだろう。
まあ、「はっきりわからないからこのSSDを選んだ」というなら
チャレンジとしては無難な選択とは思いますが。
あと、
「このSSDが主に使用されると想定されているSSDでは3.3Vの供給なのです。」
というのが何を言ってるのかよくわからないんですが。
前半のSSDが何で後半のSSDが何を指しているのか？
よかったら説明していただければもう少し回答できるかも。

「どのように改造する方法が考えられますか」ですが、
「レギュレータを取り去り，InとOut をジャンパーで結ぶ」
がよろしいかと思います。
「レギュレータは取り去らずに，InとOutをジャンパーで結んだ場合」
は、Outに外部から電圧がかかりますから、
たとえばレギュレータが故障して内部でOutとGNDがショート状態になって、
供給した3.3VがGNDに落ちる。
供給側(PC)が故障するかもしれませんね。

補足

わかりにくいと思います．
このSSD製品の背景です．

これは，以下のHDDの互換品です．

日立GST Travelstar C4K40 DK14FA-20B
1.8インチ （2.5インチ HDDとピン互換）
E-IDE (P-ATA)
駆動電圧 3.3V OR 5V

>Travelster C4K40
>http://www1.plala.or.jp/tsoma/jpg/paso/X40/C4K60-40_01.jpg

このHDDは以下のPCに搭載されます．

>ThinkPad X40
>http://www-06.ibm.com/jp/domino04/pc/support/Sylphd13.nsf/jtechinfo/SYP0-03197DA

このPCのHDDベイは3.3Vを供給します．
このPCの2nd HDDベイは5Vを供給します．
つまり，工場出荷時のHDDは3.3V & 5Vの両方の電源で動くのです．

---
G-Monster SSDは，5to3.3Vのレギュレータを持っています．
2ndベイは5V給電なので，設計通り．
メインのベイは3.3V給電なので，理屈が合わないことになります．

このSSDは「ThinkPad X40対応です」とは唄っていませんが，
大部分のユーザーがX40のために買い求めています．

この仕様で，問題なく動く場合が多いのですが，
不安定さを出して使用不可になる場合も見受けられます．
最初から使えない，というよりも段々不安定になるようです．

このSSDは無印から，ver2,ver3,ver4まで企画されました．
無印とver2は殆ど同じもの．
ver3はレギュレータ無し．ver4は不明です．

>G-Monster 1.8 IDE V3 8th way to explore the world
>http://www.flickr.com/photos/35497088@N06/3878938225/sizes/l/

「無印とver2は5V環境のためにレギュレータをつけたが，
3.3V環境で不具合が頻発したのでver3では取り外した」

という風に仮説をたてます．ver.3がどのように3.3Vと5V環境に
対応させたのかは想像できません．

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資料等，感謝します．and all

詳しいリファレンスは以下にあります．

>ThinkPad X40、X41の部屋
>http://www1.plala.or.jp/tsoma/X40.html

>X40 EMO
>http://homepage2.nifty.com/emotom/x40/x4.htm

回答No.2

Yorisin

先にも回答出ていますが、三端子レギュレータ(LDO(Low Drop Output)レギュレータとも)は
最低でも出力電圧+0.8～1.2V程度の入力電圧が必要です。
これを下回ると出力電圧が低下したり、不安定となります。

ここでいう5V/3.3V両対応というのは、
信号レベルの話ではないでしょうか？
例えば、PCIボードの5V/3.3Vというのも信号レベルの話であり、
電源電圧とは別に切り分けて考える必要があります。

ということで、私の予想では
・信号レベルは5V/3.3V tolerance
・電源にはやはり5Vが必須
という事だと思います。

何で仕様を確認されたか分かりませんが、
電源電圧(Power supply)は5Vが指定されていませんか？

補足

>>電源電圧(Power supply)は5Vが指定されていませんか？

このSSDは大部分がThinkPad X4シリーズユーザー向けのものです．
このPCにこのSSDを装着すると，3.3Vが供給されます．

なので不合理なデザインなのです．(^_^;)

仕様はリファレンスにアクセスできない状態なので示すことが出来ません．

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そもそも，工場出荷時オリジナルのHDDが5/3.3V両対応，という仕様なのです．
なので，その交換用として使用するには両方の電圧で動作することが求められます．

このSSDには5to3.3Vのレギュレータが採用されているので，
5V環境では正常に動作し，3.3V環境では不安定，という仮説です．

回答No.1

ts3m-ickw

品番とか確認したわけではないので正確さに欠ける可能性があることを先にお詫びしておきます。

一般に三端子レギュレータは出力電圧より入力電圧が1～2Vくらい高くなければなりません。
三端子レギュレータ自体が消費する電流により電圧降下が発生するためです。
3.3V入力で3.3V出力はありえないと思います‥‥
特殊な細工で入力が不十分な場合にスルーさせる仕組みとかあれば話は別ですけど。

電圧計で測ってみた方が良さそうですね。

補足

3.3Vの入力があっても3.3Vの出力は得られない，ということでしょうか．

この仮定の状況が起こっている場合，どのように改造する方法が考えられますか．
レギュレータを取り去り，In と Out をジャンパーで結べば良いのでしょうか．

レギュレータは取り去らずに，In と Outをジャンパーで結んだ場合は
どのような事が起こるでしょうか．レギュレータをバイパスした，
ある程度の3.3Vの電流が得られるでしょうか．

レギュレータを生かしたままなので，何らかの悪影響が出るでしょうか．

コメントありがとうございます．