무작위 누설 전류의 신비한 경우

면책 조항 : 나는 이미이 회로 디버깅 수수께끼의 해결책을 알고 있으며 (사소하지는 않습니다) 다른 사람들 이이 미스터리 이야기에 기여할 수 있도록 잠시 후 게시 할 것입니다! 회로 디자이너에게는 약간의 교육적 가치가 있다고 생각합니다!

몇 년 전 (IIRC ~~ 8) 현지 일반 상점에서 매우 흥미로운 특별 제안을 발견했습니다. 가격이 절반으로 매우 좋은 Osram DOT-IT LED 조명기구입니다.

보시다시피, 이들은 3 개의 AAA 배터리로 구동되는 3 개의 매우 밝은 흰색 LED를 포함하는 소형 제품이었습니다. 투명한 돔을 눌러 작동되는 소프트 스위치를 통해 모든 것이 켜졌습니다. 첫 번째 프레스에서 세 개의 LED가 켜지고 매번 누를 때마다 LED 중 하나가 꺼집니다. 따라서 어플라이언스에서 발생하는 빛의 양을 선택할 수 있습니다. 투명 플라스틱 돔 외에 외부 케이스는 매우 강한 양극 처리 된 알루미늄으로, 뒷면 커버는 자석이 강한 플라스틱으로되어있어 냉장고, 자동차 정비소 또는 원하는 금속 표면에 물건을 붙일 수 있습니다.

당시 이탈리아에서는 LED 조명이 매우 비쌌으며 작은 가제트는 엄청나게 비싸거나 완전히 엉터리 였기 때문에 12 개를 사는 것이 매우 좋은 생각이라고 생각했습니다. 그것이 매우 강한 빛을 만들고 매우 높은 품질임을 확인했습니다). 나는 집안의 모든 방과 차에서 비상등으로 사용하려고했습니다.

약 6 개월 후에 잠깐의 정전이 일어날 때까지는 모두 문제가 없었습니다. 실망스럽게도 12 가지 중 10 가지가 배터리가 방전되었습니다!

물론 내 첫 번째 생각은 "크 래피 누출 소프트 스위치"였고 나는 마이크로 전류계를 위해 달렸다! 효과적으로 누설 전류 (~ 1mA)가 지나치게 높은 몇 대의 장치를 찾았지만 다른 장치는 ~ 20μA로 정직했습니다. 나는 의아해했다.

저 누설 배터리의 모든 배터리를 교체하고 다시 시도하기로 결정했습니다.

몇 달 후 놀랍게도 그들은 다시 실패했습니다! 누출을 다시 측정하고 다른 결과를 얻었습니다. 일부 장치는 끔찍한 ~ 1mA 누설을 보인 반면 다른 장치는 "정상"입니다. 또한, 원래는 높은 누출을 보여준 두 대의 장비를 다시 테스트했는데 더 이상 누출되지 않았습니다 !!!

나는 문제에 시달리고 더 이상 문제를 낭비 할 시간이 없었기 때문에 모두 폐기하고 정크 박스에 넣었습니다 (결국 그들은 3 개의 멋지고 비싼 흰색 LED가 있었고 그들을 구출하고 잊어 버렸습니다.

나는 몇 주 전에 그것들을 다시 발견했고, 개편 열풍 속에서 유닛을 해체하고 LED를 회수하려고 생각했습니다. 그래서 내부 회로는 순간적인 스위치, LED, 드라이버 칩 및 캡을 보유한 작은 PCB라는 것을 알았습니다. PCB는 아래 사진에 나와 있습니다 (호기심을 위해 해당 드라이버 칩에 대한 데이터 시트를 찾았지만 운이 없습니다).

재미를 위해 PCB를 다시 테스트했지만 여전히 이전에 관찰 한 불규칙한 누수 동작을 얻었지만 그 과정에서 마침내 범인을 발견했습니다.

그 무작위적이고 불규칙한 누출의 원인이 무엇인지 맞춰보세요!

나는 강한 자석과 관련이 있다고 생각합니다 (흥미로운 답변이어야하거나 질문을 제기하지 않았다는 것을 제외하고는 의심하지 않았습니다). 아마도 자기장을 갖는 것은 어딘가에서 루프에 전류를 유도합니다. 배터리에 연결하는 전선 사이에 더 많은 영역이있을 때 누수가 더 높습니까? 또는 다른 루프의 전류 일 수 있습니다.

다음은 무작위 누설 전류의 신비한 사례에 대한 조사 및 결과 요약입니다.

내가 유닛을 해체하기 시작했을 때, 나는 또한 호기심을 가지고 그 이상한 행동에 대한 합리적인 원인을 연구하고 싶었습니다. 전원이 켜진 PCB 근처에서 자석을 거의 실수로 움직일 때까지 운이 없었습니다. 전류계가 약 2mA로 점프하여 약간 낮은 값으로 안정화되었습니다.

처음에는 PCB 취급으로 인한 기계적 효과라고 생각했지만 테스트를 반복 한 후 자석을 PCB 근처로 옮기는 것과 일종의 "래치 업 (latch-up)"사이에 명확한 상관 관계가 있음을 확인했습니다.

그러나 자석의 방향과 움직임의 방향, 그리고 자석을 움직 인 속도에 불분명하게 의존했기 때문에 확실하지 않았습니다.

나는 실제 메커니즘을 평가할 수 없었지만 그 원인은 분명했다. PCB (및 대부분의 드라이버 칩)와 움직이는 자석의 상호 작용

또한 기기를 냉장고에 부착 할 때와 같이 거대한 강자성체 근처에서 조립 된 기기를 움직일 때 걸쇠가 발생할 수 있음을 확인했습니다. 그러나이 경우의 현상은 덜 반복적이고 더 불규칙했습니다.

내 마음에 온 옵션은 분명히 두 가지입니다.

• 일부 루프와 연결된 자속의 변화에 ​​의해 생성 된 유도 전류
• 드라이버 칩 내부의 일부 반도체 부품의 정상적인 동작을 방해하는 홀 효과

나는 그 둘 사이의 진정한 범인이 누구인지 확실하게 말할 수 없다. 본인은 최종 결정을 EE.SE의 전문가에게 맡겨서 해당 주제에 대해 더 많은 지식을 갖고 있습니다.

확신 할 수는 없지만 프로토 타입을 테스트하는 담당자가 자석을 제자리에 놓았을 때 적절한 테스트를 수행하지 않았다고 생각합니다. 실제로 자석은 장치의 후면 덮개에 내장되어 있지 않지만 패키지에 추가 기능으로 제공되었습니다. 자석의 한쪽이 접착되어 있기 때문에 뒷면 덮개에 붙일 수있는 옵션이있었습니다.

Arthur Conan-Doyle 경의 소설에 모호한이 작은 마음 맛보기를 즐기 셨기를 바랍니다.

이러한 종류의 증상은 FET 게이트에서 풀다운 (또는 토폴로지에 따라 풀업) 저항이 누락되는 냄새가납니다. 스타트 업 트랜지언트가 FET를 활성화하지 않고 시스템 전원을 켜면 문제가 없습니다. 그것이 성공하면 모든 것이 잘됩니다. 그렇지 않은 경우 시스템은 일부 전류를 끌 수있는 이상 상태로 래치됩니다.

나는 이것이 단면 보드임을 알았습니다. 즉, 스루 홀 리드는 보드의 한쪽에있는 솔더 메 니스 커스에 의해서만 유지되며 2 개의 구멍이있는 보드와 같이 도금 된 구멍 내부와 양쪽에는 없습니다. 충분한 기계적 응력 또는 열 사이클링 후 이러한 솔더 조인트는 벗겨 질 수 있습니다. jewler의 부분 확대로도보기가 매우 어려울 수 있습니다. 나는 개인적으로 그러한 보드가 무작위로 실패하는 것을 보았고, 나쁜 솔더 조인트를 찾고 있었지만 육안 검사로 문제가 드러나지 않았습니다. 모든 조인트를 리플 로우하고 추가 솔더를 추가하면 문제가 해결되었습니다.

이러한 증상의 또 다른 원인은 항상 버튼을 눌렀다는 것입니다. 그러나 조명이 처음에는 작동하지 않았기 때문에 이것이 사실이 아니라고 생각합니다. 이런 종류의 푸시 버튼은 긍정적 인 클릭 느낌을 가지고 있습니다. 이 문제가 귀하의 상황에서 발생할 수있는 유일한 방법은 버튼이 처음 세 번의 클릭으로 올바르게 작동 한 다음 표시등이 꺼진 클릭으로 멈춘 경우입니다. 너무 많은 단위가 세 번의 클릭으로 제대로 작동하고 모든 것이 앞뒤로 멈출 가능성이 낮으므로 이것이 문제라고 생각하지 않습니다.

배터리가 설치 될 때 전원 버튼이 눌 렸는지 여부에 따라 잘못 설계된 회로가 의도하지 않은 상태로 래치 될 수있는 시나리오를 생각할 수 있습니다. 그러나 이러한 모든 시나리오는 즉시 장치가 작동하지 않게합니다. 나는 준비를 선언하고 벽이나 다른 것에 붙이기 전에 적어도 한 번의 ON-OFF 사이클을 통해 각 장치를 테스트했다고 가정합니다.