爆発しないUSB電源を求めて

Jan 08, 2024

USB 電源は非常に安価でどこにでもあります。 彼らは私の家族のトリブルです。 しかし、それらはすべて同じように作られているわけではなく、中には危険なものさえあるかもしれません。 製品用に USB 電源を調達する必要がありましたが、それは簡単ではありませんでした。 しかし利点は、それらをすべて分解してデザインをチェックできることです。

合法であるためには、電源が UL の承認を得ていることが望ましい (ただし、法的に必須ではない)。 一部の小売店、オフィス、ビル管理者はこれを要求しており、一部の保険会社は、損傷が UL 非承認のデバイスによって引き起こされたことが判明した場合、保険金を支払わない場合があります。 ただし、ULの承認は簡単なプロセスではなく、時間と費用がかかります。 幸いなことに、低電圧 DC 製品を開発している場合は、UL 認定の電源と組み合わせれば、それ以上のテストを必要とせずにすぐに使用できるということです。

FCC の承認を取得しようとしていて、意図的でない排出ガスのテストを実施している場合 (特定の資格を満たす製品に対する法的要件であるため、UL よりもテストが行​​われる可能性が高くなります)、テストはソリューション全体に対して実行する必要があるため、電源はもテストに含まれます。

安価な電子機器を大量に調達すると、通常は中国、特にアリババに行き着きます。 まず、どれだけ低コストで実現できるかという解決策から始めました。 これは電源アダプターですらなかった。 それはパワー「adapteP」であり、バッチ全体が誤って印刷されました。 品質管理は決して優先順位の高いものではありません。 切り開いてみると、それほどひどいものではなく、必要な部品はすべて揃っていました。 驚いたことに、その多くは貫通穴であり、組み立てはほとんどが人力で行われたことがわかります。 工場の価格が安く、安価な労働力を雇い、テクノロジーに投資せず、品質をそれほど気にしない場合に、このようなことが起こります。

リスクのレベルを判断するために、電源に関して確認する必要がある事項がいくつかあります。

それで、この最初のアダプターは？ 2 つの別々の基板だったので絶縁距離は問題ありませんでしたが、コンポーネント間にヒューズや保護テープはありませんでした。 コネクタはすべて安全でしたが、ラベルには何の約束もありませんでした。 パフォーマンスに関しては、私の製品の負荷下で 5.34V で出力したため、USB 仕様 (5.25V 制限) を少し超えていましたが、危険ではありませんでした。 スコープ上では、4 kHz で 5.5 V のピークでリンギングしていました。

もちろん、2 番目のバッチ用にこの供給品を調達するのは難しいことが判明しました。そして、USB プラグが正面ではなく側面から出て、壁に対してより薄い形状になるようにしたいと考えました。 さらに、クライアントの UL 承認も必要でした。 2 回目の試みは驚くほど成功しました。 このアダプターは UL 認証を取得しており、番号を参照する必要があります。 数字を持っているだけでは十分ではないことに注意してください。 多くの企業は自社の製品に他人の番号を載せるだけで、誰もわざわざチェックしようとしないだろうと考えています。 したがって、調べてみて、別のメーカー、別の筐体、そして USB 電源というよりは冷蔵庫に似ているのを見つけても、あまり驚かないでください。 でも、いいえ、これは特に素晴らしかったです! ラベルには会社名、型番、仕様、確認可能な証明書が記載されていました。 引き裂いて開けてみましょう！

ABSシェルの中に甘い甘いシリコン肉！ 保護テープで包まれたコンポーネント、絶縁用の 2 つの PCB、さらに保護を追加するための特別な射出成形プラスチック片も含まれています。 コンポーネントにはラベルが付けられていますが、これは何でしょうか。トランスの帰還巻線の代わりに発振を制御するための IC です。 ファンシー！ この電源が優れていることは明らかです。私はこれを信頼します。

これを他のものと比較すると、重要で明らかに考え抜かれた、注目に値する小さな詳細がたくさんありました。 たとえば、プロングと PCB の間の接続を考えてみましょう。 以前の基板では、ワイヤーを手で半田付けして作成していました。 堅牢ではありますが、時間がかかり、失敗や品質の問題が発生しやすくなります。 このアダプターには金属製の接点があり、ケースにしっかりと固定されるため、突起が緩むことはありません。 PCB への接続は金属の弾力性を利用して行われますが、PCB には接続の表面積を最大化するように特別に設計されたパッドがあることに注意してください。 次の PCB では、そのような努力は見られません。

一部のコンポーネントは収縮チューブ、テープ、または非導電性の灰色の接着剤で覆われていました。 アセンブリはしっかりしていて、コンポーネントが揺れたり、誤って接触したりする余地はありませんでした。 そして、出力は完璧でした。 4.9 ボルトでリップルはほとんどありません。

しかし、ここは中国であり、部品の調達に問題があるので、これらの供給品が入手できなくなったとしても驚くべきではなかったと思います。 今にして思えば、これらは売れ残った過剰在庫か、QC での不良品だったのかもしれません。 そうすれば、なぜ他のものよりわずかに高価だったのかが説明できます。 そこで私たちは別のサプライヤーに移りました。 私たちのロゴを上部にパッドプリントできるもの。

一見したところ、これらの電源は同じように見えました。 しかし、よく観察すると、USB 周りのスタイルと下側の盛り上がった隆起にわずかな違いがあることがわかります。 ラベルは完全に異なり、UL ロゴの横の数字が消えていました。 供給品にも会社名はなく、購入した会社は OEM ではなく再販業者であることが判明しました。 また、なぜ出力が 4.7 ～ 5V で、オシロスコープでは 5.5V と表示されたのですか (ただし、驚くほど安定しています)。

中には全く別の獣がいた。 単一の PCB を使用した場合、クリープ距離は約 1 ミリメートルでした。 PCB の底部に蛇行している白い線があり、ハイサイドとローサイドを示しています。 USB ポートは 4 本の信号/電源ピン (底面の左下とぶら下がっている USB 接続ピンを参照) を除いて PCB にはんだ付けされておらず、非常に長い露出リードとプラス側が危険なほど近くにあるコンデンサがありました。 USB シェル。 保護テープもリード線の収縮チューブもほとんどなく、ショート時の保護もありませんでした。

結局のところ、私は 2 つの非 UL 供給品に数ドル以上の価値があるものは信用しませんし、もちろん携帯電話も信用しません。 違いが分からない顧客に再販することには非常に躊躇します。 UL 認定のものは優れていますが、他の 2 つは、電圧に敏感ではない低消費電流のデバイスに電力を供給する場合にのみ適しています。 また、中国で信頼できるサプライヤーを見つけるのは困難です。

[Ken Shirriff] によるこれとほぼすべての USB 電源キューブのより徹底的な分析をチェックしてください。 これらの電源が 4 年間でほとんど変わっていないのは驚くべきことであり、彼の分析はこれらの電源の背後にある回路がどのように機能するかを調査し、各コンポーネントとその目的を特定しています。

また、同様の結論を出したいくつかの電源装置の Sparkfun 分解や、USB 電源アダプタの欠陥が火災の原因である可能性が高いという Fail of the Week も取り上げました。