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電源ユニット・ACアダプタの評価/故障解析サービス

電源ユニット・ACアダプタなどの評価ポイントをご存じですか?

電源ユニット・ACアダプタなどの電源回路には、様々な回路方式(ドロッパ・フライバック・共振制御など)や入出力コネクタ形状(USB Type-C・車載用シガーソケット・汎用コネクタなど)があり、各々、ウィークポイントに着目した評価が必要です。

こんなお困りごとはないですか?

  • 電安法(PSE)やCB認証は取得しているが、リコールに繋がるような問題を抑制したい
  • 評価の経験もノウハウもなく、安全性の確保ができているか不安
  • 安全性確保は勿論、回路のノイズ耐量や電解コンデンサなどの搭載部品寿命も見極めたい
こんなお悩み・ご要望はありませんか?

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電源ユニット、ACアダプタの第三者検証は、富士通クオリティ・ラボにお任せください。

長年培ってきたノウハウをもとに、評価・解析・品質改善を"ワンストップ"でサポート。
お客様の課題解決に最適な評価・ソリューションを"カスタマイズ"してご提案いたします。

お問い合わせボタン 044-280-9948



安全性評価サービス

電源回路の安全性評価

  • 電源回路の安全性評価は、電源回路内部の一箇所破損や電源回路外部の出力電流異常増加なども想定した評価が必要です。また、回路の一箇所破損は、電源回路内部の様々な保護回路(過電圧、過電流、温度など)動作や電圧安定化フィードバック動作を理解/解析した上で、発煙・発火に対し最悪条件となる箇所/試験条件を決定する必要があります。
  • 富士通クオリティ・ラボでは、これまで培ってきたノウハウと回路解析技術を組み合わせて、電源回路の安全性評価を実施いたします。また、電源回路が入手できない場合、可能な限り現品からの回路図作成も承ります。
回路の安全性検証(例)
【解析事例】
左図の電源回路図から、ICの隣接pinショートにて電圧変化時にしか電流が流れない抵抗に常に電流が流れ続けてしまうリスクを検出。実際にショートさせたところ、抵抗R2の異常発熱/変色を確認。
電源回路の安全性評価
 
ワイヤレス給電の安全性評価

1.内部回路の波形解析


【概要】
送受信コイル間への金属異物侵入

送受信コイル間への金属異物の侵入を想定し、銅テープを送電器表面に置き、送電器側のコイル電圧/電流波形を調査。金属異物の発熱にともなう装置モールドの熱変形や、人体影響(やけど)のリスクが検証可能です。

金属異物:銅テープ

【検証結果(例)】

金属異物:10mm x 10mm
異物温度:164℃
過電流保護停止点の手前
電流増加し継続動作
(過電流保護停止点の手前)。
金属異物:20mm x 20mm
異物温度:120℃
間欠動作
過電流保護の動作が
開始する点(間欠動作)。
金属異物:30mm x 30mm
異物温度:29℃
過電流保護動作
過電流保護が動作し
電力供給停止。


2.給電/受電コイルの物理的位置変化による特性解析

【概要】
給電/受電コイルの物理的位置変化

金属異物を給電コイルに固定し、受電コイルを縦/横方向に移動させた際の送電電力を「見える化」することで、金属異物の発熱が最大となる位置(ワースト条件)を明確にします。ワースト条件下で継続動作時の、装置モールド熱変形の有無が検証可能です。

パラメータ:中心軸間の距離
【検証結果(例)】

最大電力部にて動作時モールド熱変形
左図:「見える化」された送電電力。 右図:最大電力部で継続動作させたときの装置モールド熱変形事例。

 

USB PD(Power Delivery)の安全性評価

  • USB PD仕様のUSB Type-Cコネクタなど通信制御付き回路について発熱リスクを検証いたします。
【概要】
USB 3.0 Type-Cコネクタの電流経路

USB 3.0 Type-Cコネクタの電流経路が偏ったときを想定し、最大電流を強制的に印加することで、コネクタ基板短絡時の外皮モールド熱変形や変色および異臭発生リスク有無が検証可能です。

Type-Cコネクタの模式図(赤線は電流ルート)
【検証結果(例)】

最大電流を強制的に流したときの異常発熱箇所(左:現物画像 右:サーモグラフィ画像)

USB 3.0 Type-Cコネクタに最大電流を強制的に印加したときのサーモグラフィ画像
(電源ラインにスルーホールがあり、表面/裏面ともスルーホールを中心に異常発熱している)
 

ノイズ・特性評価サービス

ノイズ(イミュニティ)評価

  • 各種ノイズ(静電気・雷サージ・入力nsノイズなど)印可試験を実施し、ノイズ耐量を検証いたします。また、ご要望に応じ、電源ユニットなどの被試験物が破損するまで限界試験を行い、その後、被試験物の破損個所調査なども承ります。
    ノイズ印加試験環境(シールドルーム)
    ノイズ印加試験環境(シールドルーム)
    雷サージ試験機
    雷サージ試験機
    静電気試験機
    静電気試験機
    入力ノイズ(ns方形波)試験機入力nsノイズ試験機(方形波)
特性評価

  • 電源ユニットの各種入出力電圧/電流/電力特性をはじめ、パワー半導体部品の電圧/電流波形検証や温度を含めた部品ディレーティング検証、電解コンデンサ推定寿命検証、ACアダプタ落下耐量など電源の要求仕様に沿った特性評価を実施いたします。
  • パワー半導体の電流波形検証例(パワーFETの同時ON事象)
    パワー半導体部品の電流波形検証例
    (同時ON動作による部品破損の可能性を検出)
    落下試験後の破損個所調査例(コイルボビンのリード断線)
    落下試験後の破損箇所調査例
    (コイルボビンのリード断線を検出)
故障解析サービス

故障部位特定・故障メカニズム推定

  • 構造解析/回路解析/良品比較などによって、回路上の故障部位を特定いたします。
    【解析事例1】

    故障解析事例 図1-1
    1. 電源内部に埃が大量に蓄積、入力ヒューズ断線を確認(fig.1-1)
    2. FANからの風により、埃がFAN風下にある電解コンデンサ近辺に飛散(fig.1-2)
    3. 電解コンデンサの端子部にスパーク痕あり(fig.1-3)
    4. 以上の調査内容から、埃により電解コンデンサの端子間がショートし、ヒューズ断線に至ったと推定
  • 故障回路の設計検証や故障の再現試験などによって、故障メカニズムを推定いたします。
    【解析事例2】

    故障解析事例 2-図1

    故障解析事例 2-図2
    1. 波形(fig.2-1)/回路(fig.2-2)解析から、FET寄生ダイオードに電流が流れていることを確認
    2. 特定フェーズの基板ゲート配線のみ長いことを現品確認(fig.2-3)
    3. 再現調査のためゲート配線長と寄生容量を強制的に増やしてFET破損を再現(破損状況が市場故障品と同等であることを確認)
主なサービス一覧

電源ユニット、ACアダプタ、UPS、DC-DCコンバータ、ワイヤレス給電装置などの電源系装置以外にも、製品に内蔵されている電源回路評価・電源故障検証も承ります。

分類
項目
主な試験内容
安全性評価サービス
電源回路の安全性評価※2
過電圧保護回路検証
過電流保護回路検証
温度保護回路検証
電源部材・構造の安全性評価
環境アブノーマル検証(ACアダプタ溶融有無)
電源コネクタの材料検証(赤リン含有調査)
一次-二次絶縁検証
ワイヤレス給電の安全性評価
ワイヤレス送電電力の「見える化」検証
USB PD(Power Delivery)の安全性評価
通信制御を踏まえた最大電力時の安全性評価
ノイズ耐量・特性評価サービス※3
イミュニティ試験
静電気(ESD)試験 IEC61000 4-2準拠
雷サージ試験 IEC61000 4-5準拠
入力nsノイズ試験(方形波)
入力usノイズ試験(三角波)
回路/構造寿命検証
電解コンデンサ設計寿命検証
ACアダプタ落下耐量検証
回路/構造特性検証
回路波形検証(主にパワー半導体部品の電圧/電流)
温度検証(部品温度・ACアダプタケース温度)
出力V-I特性検証
故障解析サービス
故障回路の部位特定※2
X線解析/回路解析などによる故障部位調査
故障回路の設計検証※2
良品解析による故障メカニズムの推定
故障の再現実験
再現実験による故障メカニズムの推定
※1 含浸構造などにより、提供サービスが制限されるケースもあります。
※2 電源回路が入手できない場合、現品からの回路図作成も承ります。
※3 その他、電源効率測定や内部電圧変動など、ご要望に応じた特殊評価も承ります。
 

お問い合わせ

富士通クオリティ・ラボ株式会社  

受付時間 : 平日9時~17時(土曜・日曜・祝日・当社指定の休業日を除く)

このページに関するお問い合わせ

icon-telephone 電話 : 044-280-9948

icon-mail E-mail : fql-evaluation@cs.jp.fujitsu.com

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