ＡＣアダプタを電源とする機器の入力電圧について

ＡＣアダプタを電源とする機器の入力電圧について
ＤＣ＋５ＶのＡＣアダプタを電源とする機器（民生品）を設計する場合、機器の付属品のＡＣアダプタ（ＤＣ＋５Ｖ）以外のモノを接続される可能性が割とあると思います。
５Ｖより小さい電圧のモノの接続であれば、特に問題は無いでしょうが、５Ｖより大きい電圧の場合、どのような対処方法（保護回路）で、どのくらいの電圧まで想定すれば良いのでしょうか？
または、機器の取説に『付属のＡＣアダプタ以外のモノを使用しないで下さい』と記載すれば、特に保護回路は必要ありませんでしょうか（付属のＡＣアダプタ以外のモノを使用→何か起きた場合、使用者の責任）？
ご教授下さい、よろしくお願い致します。

No.3 ベストアンサー 回答者： horiisensei 回答日時： 2015/11/16 17:45

再度登場です。

大前提は実装する部品の耐圧です。ツェナーは瞬断する瞬間は熱くなるでしょうが燃えません、周囲も近接して配置するくらいでは延焼しません。

例で想定したのは市販のＡＣアダプターで多いのは５Ｖ、９Ｖ、１２Ｖ、１９Ｖです。
最近のスイッチングアダプターはきっちり電圧出ますが古いトランス式は負荷があって電圧出て表示より少し高い傾向があるからです。
用途も少ないですが６ＶのＡＣアダプターも存在しますが誤接続しても問題ないでしょう。
その辺を含めた「設計」です。

当方は本職ですが一番多いのは極性の逆のプラグを接続する事です。
素人は芯がプラス極と思い込んでいますが意外にメーカー純正は芯マイナスもありますからね。
当然に逆接続対策で入力にダイオード入れる方が優先度は高いかも。

注意書きで間違いが起きなければ我々の仕事は激減します。

No.5 回答者： isoworld 回答日時： 2015/11/17 10:28

５Ｖより低い電源電圧の民生機器に５Vを供給すると、モノによっては故障することがあります。

３Ｖや３．５Ｖの民生機器に５Ｖを供給すれば、場合によってはヤバイです。
また５Ｖより高い電源電圧の民生機器に５Vを供給すると、モノによっては誤動作することがあります。

ＡＣアダプタといっても品質は様々で、酷いのはＡＣをＤＣに変換して平滑しているだけ（電圧を安定化させていない）のものがあり、無負荷だと７Ｖも出ているのがあったります。それが目いっぱいの負荷をつなぐと５Ｖ前後になったり５Ｖよりちょっと落ちることがあります。

ＤＣ５ＶのＡＣアダプタを電源とする民生機器を設計する場合は、電源回路に定電圧化回路（入力→出力の電圧ロスが少ない回路）を組み込み、入力電圧が８Ｖくらいまでは熱的に耐えられるように放熱設計をしておくと安心です。

No.4 回答者： shibamint 回答日時： 2015/11/16 22:31

現在の機器で電源をそのまま使い物はまずないと思います。

5Vであれ9Vであれ、回路に必要な電源(電圧)は
内部できちっと回路を作って使用します。
電源回路は専用ICを使いますが、入力電圧(許容電圧)が
結構広いのです。
また、電圧、電流、温度など監視機能があり
異常時にはシャットダウンするか、もしくは安全に
壊れるようになっています。
携帯電話の充電器などは部品が5個ぐらいしかついていませんが
正常に動いているのは高性能なICが貢献しています。
文面から設計をされるように感じますが、専用ICメーカの
資料を見ればおおよそのことはわかると思います。
http://www.linear-tech.co.jp/products/switching_ …
http://micro.rohm.com/jp/techweb/knowledge/dcdc/ …

ただ、極端な過電圧を想定しているならバリスタなどの
利用が考えられますが、この電圧も機器に使用する
ICのスペックで決まられます。

使用者が指定されたアダプタを使用しなかった場合は
その責は使用者にあると思いますが、製造側としては
一定のリスク範囲を想定して設計すべきで、ACアダプタの
DC出力のプラグはEIAJに準拠したものを使用するなどして
自衛策を取っておいたほうがいいと思います。
http://www.ab.auone-net.jp/~est/dc-menu.htm
https://ja.wikipedia.org/wiki/AC%E3%82%A2%E3%83% …

No.2 回答者： horiisensei 回答日時： 2015/11/16 13:56

＞どのような対処方法（保護回路）で、どのくらいの電圧まで想定すれば良いのでしょうか？

→設計？して採用する部品の耐電圧によるわけですがＩＣなんかはＶＣＣ５．５Ｖのものが多い、電解コンデンサーは６．３Ｖで不安なら１６Ｖ耐圧使ってもスペースの問題だけです。
入力の＋極と－極のあいだに７．２Ｖ程度のツェナーダイオード入れる程度で十分でしょう。
降伏電圧が印加するとＡＣアダプター側のヒューズ断という仕掛けです。

ＡＣアダプターも負荷かけないと表示電圧出ないタイプもあるので少し余裕を見ます。

＞機器の取説に『付属のＡＣアダプタ以外のモノを使用しないで下さい』と記載すれば、特に保護回路は必要ありませんでしょうか（付属のＡＣアダプタ以外のモノを使用→何か起きた場合、使用者の責任）？
→「ＰＳＥ」マークつけて生産販売して下さいとは言いませんが燃えると二次保証やら揉める原因となります。
もちろん５００ｍＡ以下でもケース、シャーシが不燃物以外は要注意。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
電源入力－－－フューズ－－－ツェナーダイオード（電源－ＧＮＤ）を考えたのですが、ツェナーダイオードの逆電流が流れ始める電圧（数１００ｍＡ程度？：ツェナーダイオードが短絡しないで煙を出して熱くなる電圧）が入力された場合の対処の方法がありません。実際、実験も行いました。そのような電圧は無視した方がよろしいでしょうか？
よろしくお願い致します。

お礼日時：2015/11/16 17:10

No.1 回答者： kuma-gorou 回答日時： 2015/11/16 12:36

５VのACアダプタであれば５Vの電圧しか取り出せないので、最低５Vでも確実に作動する回路設計が必要。

また、取り出せるMAXの電流以下での設計が必要です。

５Vより小さい機器でも耐電圧があるので問題ありです。
例えば、３Vが適正な機器に５Vの電圧を掛ければ、回路が損傷。最悪発火も有り得ます。