電源異常について

システム異常や電源異常があった際に、電源回路をモニターしてアラートを上げる仕組みを設計した回路内に盛り込んであることが良くあると思います。電源回路を監視することは非常に良いことだと思うのですが、実際に問題が発生した際に、どの電源でどのような問題が発生したかを確認することは非常に困難です。

そのような時、異常発生時のログを記録しておくことができると非常に便利です。今回、ログを記録するソリューションに関して紹介いたします。

電源回路が過電圧破壊で壊れた場合

電源回路（ICやモジュール）が過電圧破壊（EOS:Electrical Over Stress）で出力異常になってしまった場合は、テスターでチェックすることで簡単に問題回路を特定することができます。場合によっては、焼損してしまい目視で確認できることもあります（図1参照）。

多発するような場合は、電源ICやモジュールの使用方法に問題が有る可能性が高いので、使用方法の確認をおこなうことが早道です。

チェック方法や不具合事例について知りたい方は、定期的に開催している「レイアウトの注意点について」 を受講いただくことをお勧めしています。以下のセミナー一覧より開催状況をご確認ください。
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過電圧破壊以外の電源回路異常の場合は？

過電圧以外の電源回路異常は、不具合基板を確認しても電源回路が正常に動作していることが多いと思います。 このような場合は、電源回路に関するやグランドの配線パターンなどによる誤動作が原因であることが多いです。 過電圧破壊以外の電源回路に関わる不具合を再現させようと思って長時間の動作検証をおこなっても、非再現となってしまうことが多いです。

電源回路異常のログを記録するソリューション

アナログ・デバイセズ社 には、パワー・システム・マネージメント (PSM) という製品があります。PSM製品のLTC2977は、図2 のようにDC/DCコンバーターに接続して電圧精度を ±0.5% 以内に調整したり、電源シーケンスを制御することが可能です。

電源電圧精度を高精度に制御したり、内蔵のレジスタ設定をGUIで変えることでパワーシーケンスを組むことが可能なので、非常にFPGAを搭載している基板との親和性が高いです。もう一つの特徴的な機能の一つとして、電源回路の異常を検出する機能があります。

電源回路の異常を検出しログの記録が可能

PSMは、Over Voltage / Under Voltage / Over Current の状態を10usecの高速コンパレーターで電源異常を検出することが可能です。この高速コンパレーターで検出した電源回路の異常を自動的に、PSM内部のEEPROMにログを保存します。 電源回路異常で市場からシステムを回収した場合、この記録されたログが役立ちます。通常、異常状態を再現させることが困難で、どの電源回路が問題になったか確認することも難しいと思います。 しかし、PSMを搭載している基板であれば、PSM専用の無償ツールを使って異常ログを読み出すことが可能です（図3）。

このログを確認することで、発生した日時やモニターした電圧値やエラー内容を確認することが可能です。これにより、いち早く市場不具合に関するレポートを作成することができ、社内やお客様への報告が可能となります。

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