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LXU-OT2 USBバスパワー周り

低ESRコンデンサの話でPCに負担がかかる可能性の指摘がありましたので、せっかくの機会ということでUSB規格でその辺どうなってんの、ってのを調べてみました。

わかりやすそうな資料
http://documentation.renesas.com/doc/products/mpumcu/apn/rjj05b1385_sh7264ap.pdf
http://ednjapan.com/edn/articles/0911/18/news104.html
http://pdfserv.maximintegrated.com/jp/an/AN3825J.pdf

ざっと見た感覚だと、500mA取っていいけれどコネクタ差込時の突入電流対策しなさいよ。そのときにPCからみてUSBバスパワーの回路が10μFと44Ωの並列より軽い負荷に見えてないとダメですよ。大きいコンデンサ入れちゃだめですよ。起動時の電流制限回路を設けなさいよ。

ってことだと思うんですけど、あってるでしょうか。


だとすると低ESRはおろかデフォルトもL3があるとはいえC18の10μFとC2の100μですでに超えてしまってるんじゃないかと思うんです。L3が電流制限できるような機能を持っているとは思えないのですが。

秋月のPCM2704キットのもヒューズとチップのインダクタが入っている先に470μFがぶら下がってます。
まあだから470μFまでは規格内だから平気だろーって勝手に思い込んでいたのですが…。


んんんーーーーーー

どうしよう


USBコネクタ接続時のバスパワーの電流波形をとってみました。やはり低ESRだとピークが鋭くなりますが、ノーマルの状態でも3.7A近くのピークがあります。スケールは100mV/Aです。


■ノーマル
LXU-OT2_nor_rush.png



■低ESRコンデンサ使用品(C18,C33あたりが主に関係していると思われる)
LXU-OT2_lesr_rush.png



■低ESRの波形拡大(ノーマルと一緒)
LXU-OT2_lesr_rush_zoom.png




※追記
44Ωの抵抗と10μFのコンデンサを並列にしたものをUSBポートに接続した際の電流波形をとってみました。
これと同等以下なら良いということらしいですが…。
ちなみにここでいう10μFのコンデンサってのは理想コンデンサでいいんでしょうか。とりあえず低ESRで1Ωくらいある50V耐圧品でチェックしました。

IMG_0250.jpg

ところで低ESRなのに1Ωってけっこうあるんですね。使ってないやつだから活入れてやらないとダメなのかしら。
コンデンサと容量と耐圧とESRの関係ってどうなんでしたっけ。前に調べたことあったんですが忘れてしまいました。また調べなきゃ。



■44Ωと10μFパラ時の突入電流 100mV/A
USB_44ohm_10uF.png



■LXU-OT2ノーマル
LXU-OT2_nor_rush2.png



■LXU-OT2低ESR交換品
LXU-OT2_lesr_rush_2.png



3つを見ていえることは

・ノーマル仕様であっても基準と比べると500mAさえ超える時間がけっこう長い。これは許容範囲なのか?
・低ESR改造品は(性能としては向上しているものの)PCへの負担が増えていると考えられる。


といえるのではないでしょうか。

電源周り、もう少し見直す必要がありますね。
とりあえず規格外の状態でも動作していれば音質などの確認を行い、その後突入電流に対する対策をして音質などが低下するかを確認し、問題があれば何か工夫をする。ってとこでしょうか。
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No title

詳しく読んでいなくてコメントします。

ニチコン KMG ルビコンPK ニチコンFW 辺りをよく使っています、標準在庫にしています。

仕入れ先はチップワンストップです、サイトがやや重いので発注は時間掛かります。

No title

USBの拡張ボードなんかや、AKI.DACなんかではポリスイッチをつけて対策しているっぽいですね。
規格に合致しているかどうかはわかりませんが。。

No title

長野のO さま

チップワンあたりは売る気のない空商品まで一覧で出てきて、しかも容量未定義600とか出てきて探す気にもなれないです。
私は物にもよりますが普通の電子工作系のショップかdigikeyを使うことが多いですね。

R.さま

いらっしゃいませ。
秋月のヒューズのところについているのはポリスイッチですかね。そうかなとも思ったのですが、ラッシュカレントを切れるようなポリスイッチってあるんでしたっけ。

No title

fixerさん
用途的にはラッシュカレントでは動作しないですけど、動作に発熱が必要なんで結構抵抗値が高いんじゃなかったかと思います。
ESRが低いコンデンサの突入にはこちらの方が効くのではないかと思います。

No title

ああーそういうことなんですね。

そういえば最初の頃、ノイズ除去を期待してDCDCの入り口に抵抗入れて実験したんですが、うまく動作しなかったんですよ。値はどのくらいだったか…。
まあポリスイッチの抵抗に比べれば大きい値でしたが。

No title

2メートル程度のケーブルが繋がっていれば結構ピーク電流は少なくなるのでは?、でも最短で検証しなくてはいけないでしょうけど。

No title

ESRの差程度の抵抗分なんて、ケーブルですぐですよねえ。
まあ一応ルールは守っておきたいじゃないですか。できるものなら
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