自作ベンチ電源が直りませーん

先日壊れ(し)た自作ベンチ電源の修理を続けていますが、未だ直りません。
何が悪いのかさっぱり分からない…。とりあえず今日も修理を続けますか～。




まずは電圧調整用のポテンショメータへの配線。何とか復活させましたよ。
普通の可変抵抗は真ん中の足がワイパに繋がっていますが、このタイプだと
写真の右の足がワイパになっています。

これは元々の状態なのですが、各配線の色が実際に流れている信号と合って
いない為、分かりづらいです。このせいで前回盛大に勘違いをしてしまった
訳です。何しろこの多回転に交換したのは5年も前なんで、どう配線したか
なんて覚えている訳もなく。

電圧調整の配線は+5V、GND、ICエラーアンプ入力となっており、+5Vと
GNDを可変抵抗にかけ、その間の電圧をエラーアンプに送り発振周波数や
デューティ比を可変しているようです。ところがこの配線、
+5V：黄色
Amp：黒色
GND：赤色
とまるでセオリーを無視した配色になっています。な～ぜ～…。



左が正しい配線なのですが、可変抵抗を交換した時に先入観で赤が+5V、
黄色がAmp、黒がGNDだと勝手に思い込み、右図の誤った配線で繋いだ為
右いっぱいに回すと+5VとGNDがショートする状態に。

通電前にしっかり確認しておけば良かったのに、問題ないと判断して通電。
しかも回しちゃったんですよね～、右いっぱいまで一気に。盛大に。


+5Vはリファレンス電圧としてIC TL494CN 14ピンから出ているのですが、
この14ピンは隣の13ピンとも繋がっています。13ピンは OUTPUT CTRL と
なっており、このピンがHレベルだと通常のプッシュプル動作、Lレベルだと
シングルエンド/パラレルモードでの動作になるようです。



つまり14ピンの+5Vを誤ってGNDに繋いだ結果、13ピンもLレベルに落ちて
一時的にMOSFETの動作モードがプッシュプル→シングルエンド/パラレルに
なってしまった模様。
このスイッチング電源は通常プッシュプルで動作する構造になっているので、
動作モードが合わなくなり動作不良に陥った、と考えるのが妥当でしょう。



取り敢えず分かりづらい配線を
+5V：赤色
Amp：黄色
GND：黒色
に修正しました。中華製品ってこういうの多いんですよね～。日本製なら、
まずこんな事はないでしょう。

しかしまぁ当然これだけでは直らない訳ですよ。




TL494CN を触るとだいぶ熱くなっています。測ると55℃にもなっている。
ただ発振してゲート駆動の信号を出しているだけなのに、こんなに熱くなる
もんかなぁ？



+5Vをショートさせたせいで、ICを壊してしまったかも知れない。



なので、急ぎメの付くフリマサイトで新品を購入。このサイトは最近あまり
評判がよろしくないので出来れば利用したくないんですけど…。送料込みで
1個￥450もしたけど、普通に半導体ショップの通販だと送料が高くついて
結局割高なので、結果的に安く買えた…と思いたい。


しかし、結果は変わらずでした。電圧は全然出て来ないし、交換したICも
同じように熱くなってしまうので、ICが原因ではなかったっぽい。


この後もブリッジダイオードやゲート駆動用のトランス等を外し調べてみた
のですが、特に問題が見つかったパーツは無し。
ファンやV/Aメータを駆動する補助電源も正常に出力しています。抵抗等が
焼ける臭いがしたのは間違いないので、SMD部品の値やショートの有無を
調べるも、これも問題なし。



MOSFET STW20NB50 ×2を外しLCR-T4で調べても、しっかりMOSFETと
診断されます。

LCR-T4では正常診断ですが、DMMでD-S間の電圧降下を調べるとひとつは
0.14V、もうひとつは0.06Vと特性に偏りが見られたので、ICの駆動モード
が変わった事でどちらかのMOSFETが逝ってしまった可能性が浮上。

半分壊れかけ的な状態なんだろうか…。

それにしても、明らかに何かが焼ける臭いはしたのに、どれだけ注視しても
そんな痕跡のあるパーツがひとつも無いのが納得いかない。


STW20NB50 とほぼ同規格の IRFP460 どちらもディスコン(製造終了)に
なっているので、500V 20A RDS 0.22Ω の規格に近い現行品のMOSFETを
探し、交換する必要があるかも。


どうしても急いで直さなければならないという理由もないので、部品を探し
ながらぼちぼち直して行こうと思います。このスイッチング電源、単体でも
￥5,000くらいしたので…。

自作ベンチ電源が壊れました

5年ほど前にDrokと言う中華メーカの48V 10Aスイッチング電源を購入し、
それを使ってベンチ電源を作り実験等に使用していたのですが、最近電圧を
調整する可変抵抗にガリが出たようで、ツマミを回すと電圧が跳ね上がって
安定しないので、可変抵抗を交換しました。

そしたら壊れました(？)。




これまで使って来た多回転ポテンショメータ、10kΩ。元々新品で買った物
ですが割と早い段階でガリが出始めたので、一度分解して内部の清掃などを
したものの、非分解の物を分解したせいで微調整が効かなくなってました。
無理やり開けたらツメが折れて閉じられなくなったので、横っ腹をエポキシ
接着剤で留めています。

この可変抵抗、一応BOURNS製なんですけどね…。やけにガリが出るの早い
んで、偽物だったかな。この多回転をやめて、普通の可変抵抗COARSE/
FINEにしようかと。



フロントパネルにツマミが増えるので、電源スイッチはリヤに移設。



適当なアクリル板を使って新しくフロントパネルを作り、それぞれ取り付け。
何か穴がひとつ開いていますが、その理由は以下の通り。



上のように可変抵抗が電流調整型、いわゆるレオスタットであれば、2つの
可変抵抗10k/1kを直列に入れる事でCOARSE/FINEと出来たのですが、この
スイッチング電源は下のような電圧調整型になっている為、直列にする事が
出来ませんでした。

しかも、抵抗の両端に電圧をかけ真ん中のピンから希望する電圧を取り出す
方法が普通ですが、この電源なぜか真ん中の足がGNDに繋がってるんです
よね…。この辺も謎仕様。

※GNDに繋がっていると思ったのは、勘違いでした。

なので取り敢えず10kΩ 1個だけにしましたが、やっぱり細かい電圧調整が
とてもやりづらい。




未使用のまま保管しておいた物を出しましたが、やっぱりちょっとガリって
いるみたいです。

あまり好みではありませんが、また不安定な症状が出た時にその場しのぎで
接点復活剤を吹き込めるよう後ろにドリルで穴を開けたら、中の巻き線へと
ドリルを当ててしまい、一瞬で使い物にならなくなりました…。気を付けて
いたつもりだったんだけど。



仕方ないので、今まで付けていた物の巻き線だけ使ってニコイチにしようと
分解したら、元に戻せなくなって終了～。
とりあえず普通の可変抵抗10kで使う事にしますか。


とここまでは良かったのですが、どうやら可変抵抗を入れ替える時に配線を
間違ってしまったらしく、ショートしているような症状(一瞬だけ通電され、
過電流保護回路が働きすぐ電源が落ちる、のループ)が補助電源側に発生。
補助電源は冷却ファンや出力ON/OFF回路、V/Aメータへの電源供給用です。

おかしいな？と思ってあれこれ確認している最中に、急に抵抗などが焼ける
臭いが漂って来たため、素早く電源を落としました。
煙は出なかったようでしたが、これ以降正常な電圧が出なくなり、全体的に
不調に。




う～ん、見た感じ、焼損しているような部品はないんですけどね～。燃える
くらいだから値の低い抵抗だと思うんですが。



右に可変抵抗を接続する白コネクタがあり、左側にパルス幅変調制御回路を
構成する TL494CN がありますが、この辺を重点的に見ても特に目立った
異変はありません。

そもそも TL494CN 周辺は、抵抗を燃やす程の大電流は流れていないハズ。



一瞬この抵抗が燃えているっぽく見えたのですが、10kΩだし電圧調整絡み
だから燃えるはずないよなぁ。
良く見たら塗装が薄くて下の炭素被膜が透けているだけでした。



左は秋月で昔買った抵抗、右がこの電源の抵抗。足がずいぶん細いですね。
0.4mmとかかな。これもコストダウンの為でしょうか。




可変抵抗と TL494CN の接続はこうなっています。

TL494CN の14ピンから+5Vのリファレンス電圧が出ています。可変抵抗の
両端に+5VとGNDが繋がり、リニアな電圧変化がR20/21の経路へと入って
いますが、端子から可変抵抗までの配線の色はGNDが赤色になっている為、
これを+5Vと間違えて繋いだ模様。

このリファレンス電圧は10mA程度しか取れず短絡保護機能も付いている為、
この電圧で可変抵抗が燃えたという可能性はとても低いです。




MOSFETも測った限りでは正常、特に酷い発熱などしていません。
燃えそうな抵抗と言えばMOSFETのゲート周りについている10Ωくらいです
が、どれも抵抗値は正常。

あ、ちなみにSMD抵抗が1個傾いていますが、元からです(笑)。




てな訳で、現状何が壊れてこうなったのかサッパリ分かりません。見た目で
明らかにおかしくなっていてくれたら分かり易かったんですけどね～。

やっぱり可変抵抗の足を繋ぎ間違えたのが原因かなぁ…。となるとメインの
TL494CN が逝っている可能性が高いです。

もっとじっくり調べてみる必要がありそう。
とりあえず今回はここまで。

車のセキュリティが壊れたので修理する

4月も残り一週間、ゴールデンウィークが近付いて来ましたが、DTMerの
皆さまにおかれましてはゴールデン全裸DTMが捗っておられる事とお慶び
申し上げます。


車にリモコン式のセキュリティを付けているのですが、arm/disarm 時の
「ｷｮｯ」「ｷｮｯｷｮｯ」というチャープ音がなぜか鳴らなくなってしまったので、
それを修理する事にします。



使用しているセキュリティは定番の VIPER 690XVですが、かなり昔(たぶん
2003年頃)に買ったものなので古いです。いつ壊れてもおかしくないですね。

差し当り車内で作業は出来ないので、VIPER本体と周辺部品を外して部屋に
持って来ました。さすがにボンネットやドアのオープンを検出する配線まで
外すのは手間がかかるので、VIPER本体へ繋がるコネクタのピンを抜く事で
切り離して来ました。




持って来ました。ベンチ電源で通電した限りでは、まず電源が入りません。
警戒表示の青LEDも点滅せず。



常時電源に入れていた 7.5A ヒューズが切れてるんだよなぁ…。ヒューズが
切れるってよっぽどの事でない？




VIPER本体を開けてみました。

あー。何だかもう一瞬で「こいつが原因かな」てのが分かってしまった気が
しますが、まぁ細かい部分を観察しておきましょうか。




左のICは ULN2003A、50V 7ch ダーリントン・トランジスタアレイらしい。
右のICは DEI63T とありますが、データシートが見つからず。
その下は 93LC46B、1K Microwire Compatible Serial EEPROM です。
ファームウェアやリモコンとの暗号鍵とかが入っているのかな。


さて、それでまず最初に目を付けたのが、リレーの横にあるパワーTr.です。
ヒューズが飛ぶくらいなので、マイコン系はほぼ無関係ですね。とりあえず
このパワトラを調べてみますか…。



ビンゴ。C-E間が2.0Ωです。プローブを入れ替えたりB-E、B-C間で測るも
同様。パターンを辿ると、サイレンを吹鳴する為のパワトラみたいですね。
オープンコレクタになっていて、コレクタが白いメインコネクタのサイレン
端子に繋がっています。

おかしいなぁ…。このパワトラがショートモードで壊れたのなら、普通は
サイレンが鳴りっぱなしになるハズなんだけど。なぜヒューズが切れた？



KEC の KTA1036 みたいです。要はただのPNPトランジスタ。
う～ん、PNPかぁ…。何かあったかなぁ。




2SAで唯一の手持ちに 2SA1306 がありました。データシートで比較すると
コレクタ電流やベース電流が若干KTA1036より低いみたいだけど…。

まぁいいや、付けちゃえ。
(良い子はまねしてはいけません)



単品で測ると若干抵抗値が増えましたが、それでも3.5Ω。やはりショート
してるっぽいですね。どういう故障モードなんだろうか。

※修理後に再度測るとやっぱり2.0Ωでした。プローブかワニ口の接触不良
だったっぽい。




交換して通電し、Arm(警戒)状態にしてみましたが、特に問題ないようです。
警戒表示の青LEDも点滅しています。

前述の通りこのパワトラはサイレンを吹鳴させているのですが、サイレンは
DEI の 514N という定番の6トーンサイレンです。514Nの消費電流がどの
程度かは詳しいデータがなかったので不明ですが、2SA1306はコレクタ電流
-1.5A。サイレンが発報時に連続吹鳴したとして1.5Aも流れるかなぁ。

大丈夫な気がする(ｷﾘｯ。

まぁまたパワトラ飛んだら、今度はリレーかまします(笑)。




という訳で多分直ったっぽい。テストでチャープ音を何度か鳴らしてみても
正常に arm/disarm 出来ています。
さすがに120dBという大音量を部屋の中で鳴らしたら耳が死ぬし、猫さんも
パニックになってしまうので、サイレンを布団にくるんでミュートしてから
1分間ほど発報させてみましたが、これも大丈夫みたいです。


まぁ自分の車は S15シルビアと言えどターボ付いていないし、NAと言えど
AUTECHバージョンでもないので、そうそう盗難の対象になる事はないんで
しょうが、最近は中東系の外国人が良く高価買取のチラシを挟んで行ったり
するので、無警戒は危険ですね。




ついでにサイレンの方もバラしてみました。

前述の通り、多くのカーセキュリティに採用されている汎用品の514N。
6種類の音が内蔵されていて、それが順繰りに鳴ります。



内部の基板。ICは NTK025 ですがデータシートは見つかりませんでした。

下部に J1～J6 の6本のジャンパ線がありますが、これを切ると切った所の
音色が鳴らなくなります。例えば1・3・5を切断すると、2・4・6の音色が
繰り返し鳴るようになります。
1本だけにすれば単音色だけ鳴らす事も可能。

↓このような音が鳴ります(音量注意)。






サイレンはこのような構造になっているので、雨がかからない場所に横向き
設置にする必要がありますね。

以前の車ではバンパ裏に下向きに取り付けていたのですが、深い水たまりを
ザーッと走行したら右図のように水が溜まってしまい、音がほとんど聞こえ
なくなってしまいました。




もうひとつおまけで、振動センサの内部です。

これは構造が簡単ですね。フタ側に付いている磁石が振動すると、基板に
あるコイルに誘導電流が流れるので、その原理で振動を検知している模様。

なので、シャーシの鉄板など硬くて振動を良く伝える場所に貼らないと、
上手く衝撃を検出できません。


明日また元通り車に載せ直す予定ですが、セキュリティ上の問題もあるので
その辺の記事は割愛。当然、本体やサイレン、センサなどはパッと見た程度
では分からない位置に隠してありますが、配線自体はギボシ接続にしている
ので、さほど手間はかからないでしょう。
サイレン自体もボルト2本留めですしね。

ただ、オープンコレクタ回路でヒューズが飛ぶというのはやっぱり謎なので、
車に戻す時にサイレンの配線などを細かくチェックします。
もしかしたら、配線のどこかが車体と接触してショートしたのかも知れない。


とにかく直ったようで良かった～。新しいセキュリティに替えなきゃならん
と考えると、気が重くなりますな。なにしろセンサ類の配線の数が尋常じゃ
ないのでね…。

DVCのバッテリを分解

今回は、先日分解して観察したDVC(デジタルビデオカメラ)、キヤノンの
iVIS HF11 に付いていたバッテリを分解してみただけの記事です。




7.4V 1,780mAhのLi-ionバッテリ。一応充電してみましたが、20～30ｍA
くらいしか充電電流が流れないので、どうも保護回路が働いて充電状態へと
移行しませんね。

出力が出ていないだけで内部のバッテリセルは充電状態かも知れないので、
分解するの超怖い…。が、とりあえず開けてみますか。




という訳で樹脂の外装をニッパで細かく破壊しながら剥ぎ取って行きます。
とにかくショートだけはさせないよう注意していたら、何かマイコンが出て
来ました。まさかこんな基板が入っているとは。



だいぶ複雑ですね。もっと単純なものだと思ってた。
RESETと書かれたテストパターンがありますな。




M37512 FC201
RENESAS：SINGLE-CHIP 8-BIT CMOS MICROCOMPUTER

DESCRIPTION
The 7512 Group is the 8-bit microcomputer based on the 740 family
core technology.The 7512 Group is designed for battery-pack and
includes serialinterface functions, 8-bit timer, A/D converter, current
integratorand I2C-BUS interface.

説明
7512 グループは、740 ファミリのコアテクノロジに基づく 8bit マイクロ
コンピュータです。7512 グループは、バッテリ パック用に設計されており、
シリアルインターフェイス機能、8ビットタイマー、A/D コンバータ、電流
積分器、および I2C-BUS インターフェイスが含まれています。

との事。バッテリパック専用マイコンですね。

データシートを見ると15ピンがオーバーバー付きRESET端子なので、GNDに
落とせばリセット出来たかも。



これは何でしょうね。SOT-89-5パッケージのようですが…。

ABLIC リセット機能付き高耐圧ボルテージレギュレータ
S-872548EUP-AZBT2x
S-87x シリーズは、高精度の電圧検出回路とシリーズ型ボルテージレギュ
レータをワンチップに構成した、低消費電流のリセット機能付き高耐圧ボル
テージレギュレータです。リチウムイオン電池パック用のバリエーションも
用意されています。

恐らくこれの事かなぁ。




Li-ionバッテリセルは4個、2並列を直列。円筒形の物が入っているのかと
思っていましたが、Li-Poかぁ…。



生セルの電圧を直接測っても1.68V程度しかないので、過放電状態ですね～。
1,780mAhなので1セル当たり445mAh。そんなに大容量じゃなかったな。
でも38x28x8(mm)と小型なので、充電出来れば小型フラッシュライト作り
などに使えそう。

保護回路が付いていない生セルで扱うのは、正直怖いですけどね。


これはそのうち何かの工作にでも使おうと思います。

充電器のコイル鳴きが酷い

3月に入って何やら暖かくなったり寒くなったりしておりますが、DTMerの
皆様におかれましては春に向けて全裸DTM祭りが開催中な事とお慶び申し
上げます。


自分はｱｲﾋｮｰﾝと泥(Android) 2台のスマﾋｮを使っているのですが、最近泥用
充電器が充電中コイル鳴きするようになって来ました。
そこそこ長いこと使っているので、中身が劣化して来たのかも知れません。
取り敢えず開けてみますか。



ELSONIC のアダプタです。ノジマのプライベートブランドらしいですね。
USB PDには対応していないので、出力は5V 3.0Aのみ、USB Type-Cです。



すき間にひたすらカッターで切れ込みを入れたり、マイナスドライバで穴を
こじったりすること小一時間、ようやく開きました。
出力3Aの割に、ずいぶんトランスが小さい気がするなぁ。




二次側に2つある整流用ダイオードは CITC (Chip Integration Technology
Corporation) の CSP15S50S-A。
Super Low Barrier High Voltage Power Rectifier。

一次側の制御用ICは RENESAS iW1699B-05。
Off-Line Digital Green-Mode Quasi-Resonant PWM Controller 。

スイッチング用のMOSFETは IPS(InPower Semiconductor) の
ITD06N65A 。N-ch MOSFET です。




電解コンがヘタッてるのかと調べてみましたが、特に問題ないみたいですね。
一次側は400V 15uFが2並列(間にノイズフィルタのインダクタ有)でしたが、
接着剤で貼り付けられていて取れないので静電容量だけ測定。2つ合わせて
25uFほどで、これもほぼ正常でした。

ん～…電解コンが見た目でどうにかなっていてくれたら解かりやすかったん
ですが。二次側は個体コンらしく液漏れ等もしていません。

開けてみたものの、良くﾜｯｶﾝﾈ。




出力電圧も5.05Vで正常。無負荷の状態では耳に近付けた時やはりチー…と
コイル鳴きしていて、スマﾋｮに繋いで負荷をかけると音が大きくなります。
これがどうにも気になるんですよね…。




既定の3A負荷をかけてみました。やはりコイル鳴きの音が大きくなります。
電子負荷では電圧降下するので、DMMで出力すぐの所の電圧を測ってみた
のですが、キッチリ5Vをキープしています。

一次側と二次側の間隔は広く取られていて、GNDに入っているコンデンサ
もしっかりYコンが使われています。トランスは分解していないので内部の
構造は分かりませんが、パッと見での品質は良さそうですね。
DiodeGoneWild さん風に言うと…。

So the conclusion is ... ナ～イ～ス🙂




こういう物は、一度開けちゃうともう閉じられなくなってしまうので、仕方
なくカプトンで封するしかないんですよね。見た目が悪くなってしまうのは
どうしようもない。


結局、コイル(というかトランス)鳴きはどうにもならないっぽいです。どう
しても嫌なら、新しい物に買い替えるしかない。スイッチング電源の宿命か。

仕方ないので、このまま壊れるまで使おうと思います。