私自身のアドバイスに従う
あまり詳しくないデバイスのトラブルシューティング方法を尋ねられたとき、私はまず電源から始めることを勧めます。これは常識です。システムに供給される電力が不十分であれば、必然的に出力も不十分になり、電源の問題を解決しない限り、他のトラブルシューティングは不可能になります。以前の記事では、好奇心と教育的な理由から、このアドバイスを無視してきました。しかし今回は効率性を重視し、故障箇所が見つかるまで電源チェーンを徹底的に調査します。途中で電源関連の不具合が見つからなければ、他の故障の可能性を心配します。
UPSを点検する前に、低電圧側が全ての動作モードで主電源から確実に絶縁されていることを確認しました。バッテリーのマイナス電圧を1000Ωの抵抗でグランドに引き下げ、オシロスコープで観測しました。バッテリーのマイナス電圧がグランド電位に保たれていることを確認できたので、予備のオシロスコーププローブのワニ口クリップをジャンパー線としてマイナス側からグランド側に接続できました。これにより、対象箇所の近くにグランドポイントを探す手間が省けました。
オシロスコープの測定には大きなコモンモードノイズが含まれる可能性があるという欠点があります。しかし、重要でない測定で多少のコモンモードノイズがあっても、アース線やスプリングが120Vの主電源やバッテリーのプラスにショートする可能性がある場所に設置するよりはましです。コモンモードノイズなのか、コンデンサの不良なのか、その他原因が何なのかを判断するために、コモンモードノイズを可能な限り除去する必要がある箇所が見つかった場合は、後からいつでもアーススプリングを取り付けてその箇所を再現できます。特別な理由がない限り、リスクを冒すのは無意味です。
最初のステップ：24VDC充電電源
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BX1000の電源は、一次側の補助巻線を除けば、1系統の電源レールしかありません。メインスイッチャーはFET内蔵のTOPSwitchフライバックコントローラーで、出力フィルターは390µF 35Vケミコンコンデンサで、この用途には十分でしょう。出力電圧は27.6Vで、24V VRLAバッテリーパックのフロート充電電圧とほぼ同等なので、問題はありません。
オシロスコープ上では、24Vレールはコモンモードノイズのバーストを除けば完全に正常に見えます。このエリアには大きなグラウンドパッドとプラスパッドが多数存在するため、測定場所によってコモンモードノイズがどのように変化するかを確認するため、グラウンドスプリングアタッチメントを使用してオシロスコープの測定を再度行いました。ご覧のとおり、グラウンドを測定点に近づけることでコモンモードノイズは実質的に除去され、当初は問題のあるコンデンサのように見えたものも、実際には問題がないことが分かりました。
残念ながら、コンデンサを交換して結果が変わらないことを確認した後で、コモンモードが問題であることに気付きました。このコンデンサと電圧レールは問題ないので、次の論理的な停止に進む時が来ました。
2番目のストップ: 12Vリニアレギュレータ
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このKA7812リニアレギュレータは、20～28Vのバッテリーまたは電源電圧を12Vに降圧します。基板上で最も高温になったチップは、基板の両面にあるヒートシンクのグランドプレーンのソルダーマスクが変色するほどの高温になり、故障したのでしょうか？分解写真を見ると、両面で影響範囲がいかに広範囲に及んでいるかがはっきりと分かります。
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最初の10年間に壊れなかったのなら、今壊れるとは思えない。しかし、テスト機器をすでに手元に持っているので、その疑いを確かなものにするのに数秒しかかからない。マルチメーターは予想通り12Vを出力しており、オシロスコープでもまだ異常は見られない。つまり、故障はもっと下流にあるはずだ。最後に疑わしいのは、UPSのマイクロコントローラーを駆動する電源レールだ。
3番目のストップ: 5Vロジック電源
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最初は、マイクロコントローラの電圧源がどこにあるのか分からなかった。パッド（デュアルDIP-QFPフットプリントとして露出しているので便利）をプローブすることで、電源電圧が5.2Vであることを確認した。また、オシロスコープで調べた結果、レールはコントローラを動作させるのに十分な電圧でクリーンであるはずだ。UPSの起動に問題を引き起こしている原因は、どこか別の場所にあるはずだ。確認できる電源レールはもう見つかっていない。別の角度から深く掘り下げる必要がある。
詳細: APC BR1000G 分解
詳細: APC BN650M1-CA 分解
詳細: APC BGE90M-CA 分解
ダニエル・ソヴァジョーは、Tom's Hardware USの寄稿ライターです。彼は、コンポーネントや周辺機器の分解記事で知られています。
