三端子レギュレータの焼損について

Question

皆様のお知恵をお借りしたく、質問させていただきます。

三端子レギュレータが焼損してしまいました。
入力端子での焼損です。
このような場合の原因として考えられることとして、出力側での過電流で入力端子の焼損は考えられるのでしょうか？
もし、出力側の要因ではなく入力側だとしたら、どのような原因が考えられますでしょうか？

どうかよろしくお願いします。

esezou · Accepted Answer

jari221さん、こんにちは。

>フィルターの定格がmax10Vということですが、そこに常時12Vを加えて問題は無いのでしょうか

ダメですね。一般に電子部品は定格の５０％以下で設計するのです。

>フィルターは、接続機器のレギュレータの前段に入れるべきではないかと考えます。電源回路の出力の前段に入れてあるのは、意味がわかりません。

というか、３端子レギュレータの後段にこのようなローパスフィルタを入れる意味はありません。
３端子レギュレータは十分なラインレギュレーションを持っていますのでこのまま使うのがベターで、もっと高度なノイズ、リップル性能が必要なら、他の方法（３端子でないレギュレータ）を採用すべきです。

後から追加情報が次々出ますが、現時点で、
コイルのショートによる過電流による加熱による焼損と判断します。
ダメダメ＾３　設計ですね（笑）。

改善案：コイルのフィルタは取り去るか、電流電圧定格を見直す。
　　　　放熱板をつける。
　　　　パタンを太くする。

esezou · Answer

jari221さん、今晩は。
現物を触らないでの判断は困難ですが、書かれた情報が全てだとすれば、
コイルが突入電流で部分短絡、３端子レギュレータの熱破壊、でしょうか。

実験されたように、通常ショートに対しては過電流保護または温度監視が働くので、
仮に放熱が不十分でも破壊モードに至る事は少ないです
（事例が無いわけではない）。

構成を十分理解してないのですが、機器は＋１２Vから±１２（±５）を発生しているということですか。

一般に３端子レギュレータの出力にコイル（ここではフィルタ）や、ＤＣＤＣコンバータを入れることは、
３端子レギュレータの位相条件を良く調べ、発振等のモードに至らないよう慎重な使い方が必要ですが、
質問者さんの事例で３端子レギュレータは発振（軽いものも含む）してませんか。

私も質問者さんの実験結果だけでは、なぜ故障に至ったか結論を出せません。

疑わしきは、
（フィルタ）コイルの定格不足
フィルタまたは後段の回路（DCDC？）と３端子レギュレータの（インピーダンスや位相）マッチングあるいはアイソレーション（？）不足。

この位置に（フィルタ）コイルを入れる意図は何でしょう？
３端子レギュレータの前か、ＤＣＤＣ（？）の後が良いのでは？

himara-hus · Answer

＃４です。
＞放熱に関しては、ファンなど特別対策をしているわけではありません。

　と言う書き方は、放熱対策など何も考えていないと言うことでしょうね。
　常時５Ｗ近くの熱と言うのは、かなりの放熱フィンに取り付けるか、ファンが必要です。フィンも取り付けていないとしたら、間違いなく温度上昇でチップが焼損しています。

　また、壊れたチップの特性を図っても何も分りません。分るのは壊れていることだけです。
　熱でショートするところも有れば、断線するところもあります。

esezou · Answer

jari221さん、こんにちは。
「消費電力４００ｍAの機械」
一般に消費電流＝定常電流（ＤＣ）と理解します。
一般論として、ピーク電流は、定常電流の２ないし３倍とります（インダクタを使わない場合）。
事実、手元にある機器は、定常時０．２Ａですが、起動時ピークで０．８Ａ流れます（インダクタ含む）。
機器を設計したら、ピーク電流を測るのは、基本中の基本、そのために（リミッタ付き）実験電源があるのです。

そうでなくとも、電源機器は定格いっぱいの設計をしてはなりません。
安全係数（ディレーティング）は、０．５以上とるべきです。
今回の場合、レギュレータの定格は、２Ａ以上が普通の設計でしょう。

追実験結果をお待ちしてます。

５Ｗ弱の電力に対する放熱はどのようにされていますか。
＃情報は全て出す

himara-hus · Answer

＞ICはNJM78M12DL1Aで、+21Vを+12Vに変換するための回路で用いてます。
＞出力側にある機器を接続したところ、焦げ臭いにおいがしたので調べたところ、ICが焼損してました。
＞負荷ですが、消費電力４００ｍAの機械とオペアンプが15個です。
＞合計442ｍAですから、

　上記内容から、３端子レギュレータは、９Ｖ＊０．５＝４．５Ｗの
消費をしています。放熱が十分にされていないと焼損します。
　焦げ臭い臭いからまず間違いないでしょう。

＞入力端子付近の焼損で入力側の破壊と考えましたが、これは間違いでしょうか？

　これは、関係有りません。
　３端子レギュレータ内のチップで発熱しており、入力端子側が３端子の中では熱伝導が一番良くて、そのあたりの焼損が激しく見えるだけです。

esezou · Answer

jari221さん、こんにちは。

このレギュレータは定格０．５A出力で、１Aでリミッタが効くようです。
温度保護は入っていますが、放熱が十分でない場合、また出力過電流で瞬時に壊れることが全く無いわけではありません。
特に出力機器が負電源を持っていて、これにショートした場合など。
あるいはコイルなど誘導性の負荷の場合。
負荷がＳＷレギュレータなど。
＞入力端子付近
基板のパタンではないのですか？パッケージが焦げているのですか。

原因を切り分けるために、次のことを実効してください。
ＩＣを交換し再度行う、オペレーションミスでないことの確認。
リミッタ付き実験用電源にその負荷をつなぎ、突入電流等諸特性を観測する、負荷に問題がないか確認。
別の、同じ種類の電源をつなぎ再実験する、その基板固有の問題かどうか見分ける。

実効結果を報告し、再質問ください。

ここの掲示板は専門の方も多く見てますし情報は小出しにされない方が良い回答が得られると思います。

esezou · Answer

jari221さん、こんにちは。
「焼損」という意味が判りませんが。
入力側の破壊と判断した根拠は何でしょうか。
古典的なレギュレータＬＭ３０９の等価回路とデータシートを見てみました。
入力電圧の絶対最大定格３５Ｖを超えた位しか思いつきません。
入力側はＮＰＮのコレクタ、ＰＮＰのエミッタ、保護ダイオードが繋がっています。
壊すには過電圧と考えるのが妥当です。
サージ電圧かＡＣリップルでもあったのでしょう。
新しいレギュレータは出力側に電流、電圧、温度に対し保護回路が入っていますのでショート等で壊す方が難しい位です。
なおＩＣの不漁は０ではなく、実装不良もありえます。
結論：入力の破壊は過電圧。

kobochan · Answer

自分だけしか解らない状況の質問には、誰も答えられない。
この状況では、回路が間違っている。　誤配線が正解としか答えようが無い。
本心で解決したければ、なぜ詳しく書けないのかな。
自分が逆の立場なら、どうしますか？

三端子レギュレータの焼損について

jari221さん、こんにちは。

jari221さん、今晩は。

この回答への補足

＃４です。

この回答への補足

jari221さん、こんにちは。

この回答への補足

＞ICはNJM78M12DL1Aで、+21Vを+12Vに変換するための回路で用いてます。

この回答への補足

jari221さん、こんにちは。

この回答への補足

jari221さん、こんにちは。

この回答への補足

自分だけしか解らない状況の質問には、誰も答えられない。

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