安定化電源による基板故障

質問

よろしくお願いします。

電子工作の基板用5V電源として、
安定化電源（7V-5A、メーカー不明（日本製？））を使用しています。
年代は古い（10年以上前のもの）ですが電流制限もできており重宝しています。

しかし、最近になり電源のOUTPUTスイッチをオフにしたタイミングで
基板のICが短絡モードとなり破損するケースが数回発生しました。
安定化電源単体で出力端子をオシロスコープで見たりしているのですが
オフのタイミングでサージ等は発生しているようにありませんでした。

ただ、別の電源に変更すると基板が破損するケースがなくなったため、
安定化電源が原因であることは間違いないようです。
安定化電源が古くなったりするとサージや過電流が流れるような
不良が発生することは考えられますでしょうか。

以上です。よろしくお願いします。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

不可解なトラブルが起きてお困りのことと思います。

電源が古くなったから不具合が生じると考えるのは、技術的にみて追求が
不足でしょう。例えば、出力側の電解コンデンサの容量低下がおきて
出力電圧の不安定が起きているのかもしれません。

これまでの観測結果では、原因不明のままになってしまいますので、
「問題なし」と判断したことも再度疑ってみることも必要かと思います。
いくつかの例を挙げておきます。

1)オシロスコ－プで観察したが、サージはでていない。
　→見落としがなかったか、時間軸、トリガ方法などを変えて再観測する。

2)別の電源にすると破損がないので、電源の問題に間違いない。
　→複数の種類の基板で破損が起こっていないか？特定の種類の基板で
　　破壊が起こるなら、電源と基板の組み合わせの問題と考えた方が
　　いいかもしれない。

3)電源の出力端子が4端子で、リモートセンシングを行っているとしたら
　センシングの接続不良、主回路とセンシングのON-OFFタイミングずれ
　などの問題が起きていないか。

4)基板のICが短絡モードとなり破損
　電源電圧異常で短絡モード故障の可能性があるか？ 入力ピンが不定電位
　になっているなど、基板側の回路に対するケアが十分できているか？

お礼

返信が遅くなり申し訳ありません。
オシロスコープでもう一度波形観測を行った結果、
電源OFF時に10V以上のサージが発生していました。

今回は本当にありがとうございます。

回答No.2

noname#230359

これだけの条件で原因を突き止めるのは無理があります。つまり、今の状況では電源はあくまで「怪しい」であって断定はできません。

さて、ではどうアプローチしたら原因を特定できるでしょうか。たくさんの方法が考えられますが、まず最初にやってみたいのは、基板とおなじ電流を消費する抵抗を、基板の代わりに接続して電源OFFのときの電源波形を負荷側で見てみることです。

その際、電源と基板をつないでいた線も同じ状態（長さ、引き回し）で行います。これは、電源から負荷までの線のインダクタンスが、サージの原因として挙げられ、それを確かめるには電源OFFの直前の負荷電流を流しておく必要があるからです。無負荷では出ないサージが見つかるかもしれません。（最近になって電源線を長くしなかったですか？）

サージとしての過大電圧だけでなく、逆極性の電圧が出る瞬間はないか、など様々な目で見る必要があります。

一般的に、細い過渡的な電源のサージでICが壊れることはずいぶん減ってきました。電源が原因なら、かなり長いかパワーの大きなサージがあると思われます。逆にこれは見つけ易いはずです。

上記の実験の他にもいろいろな可能性が考えられますので、思い込みを捨てて謙虚に現象を観察する必要があります。

必ず壊れるという状況なら実験自体が負担ですが、やはり最後は実負荷での電源波形観測は必要になるでしょう。電源が切れる直前に発振するなんていうこともあり得ます。基板の中に?効率DC-DCコンバータが含まれていると、元電源の条件によってはそのDC-DCが発振してとんでもない電圧を出すこともあり得ます。

ヒントになれば幸いです。