2026年6月28日日曜日

arduino nanoにおいて、+5VとVUSBがダイオードで結合されています.もしVINとVUSBを同時に供給したら、+5VのレギュレータICが損傷しませんか?

arduinoに対してかれこれ30年ぐらい抱いている疑問があります.

電源のコンフィグについてです.
1)arduinoを外部電源VINで動かす  (2は無い)
2)arduinoをUSBの5Vで動かす  (1は無い)
3)12同時接続の可能性がある

↓arduino基板で1と2を適宜切り替える回路はこうなっています.shottkey Dで+5VとVUSBが自動選択される.なんかアバウトな回路だなぁと思っています.
いま3で使いたい.VINに6Vを供給し、同時にVUSBに5Vが供給される.
その条件でなら、shottkeyによってVUSBがブロックされ、専らLM1117の作る5Vでarduinoは円満に動く.

わたしの懸念点は、VUSBがLM1117を焼くんじゃないのか?

AIに問い合わせると「平気、平気、大丈夫ですよ」という回答.信じてよいのだろうか?

もしものハナシ、
PCがUSBに5.5Vを供給したらどうなるか? →VUSBがLM1117を焼く
つまりVUSBが(5+shottkeyのVf)を超えたら辺りが全焼するです.

規格から考えてみる.
・LM1117 datasheetから最小4.95V
・USB規格の最大は5.25V
・規格から高低差が0.3Vになることがあり得る
・0.3VをshottkeyのVfでブロックできなかったら炎上
・一般的にshottkeyのVfは0.2Vとも0.3Vとも0.4Vとも言われる
・Vfは指数関数なのでビシッと何ボルトであると言える筋合いのものではない

↓simってみたところ、shottkeyが軽く開いてるようでVUSBから120mAがダダ洩れしている.
↓Vfって温度が下がると小さくなるんだと思うんでsimってみたらイメージと逆だった.60℃でVUSBのダダ洩れが330mAに増えた.

結論:arduinoにVINとUSBからダブル電源供給するのは絶対安全とは言い難い

arduinoのダブル電源供給問題に対して昔からわたしがやってきた対処はこうでした.
正しかったかなと思ったにょ.

パターン1: VINオンリー
・shottkeyを外す =VUSBを切断する

パターン2: VUSBオンリー
・VINに何も接続しない   ←考えてみるとよく動いてるなこれ

パターン3: +5Vに外部から5Vを供給する
・LM1117を外す =VINを切断する
・shottkeyを外す =VUSBを切断する

パターン4: VUSBとVINの同時供給
・無理というか危ないのでやらない!

かしこ

7 件のコメント:

  1. >AIに問い合わせると「平気、平気、大丈夫ですよ」という回答
    「LM1117 逆電圧」で、Google AI に質問!
    AI による概要
    LM1117などのLDOレギュレータに逆電圧(極性反転や出力側からの逆流)が加わると、内部回路が破損するリスクがあります。特に電源OFF時の出力コンデンサの放電や、回路の誤接続が原因となります。
    具体的な対策は以下の通りです。
    1. 入力逆接続の保護
    (略)
    2. 出力から入力への逆電流保護
    出力側の電位が入力側よりも高くなる(または入力がGNDにショートする)と、大きな逆電流が流れてレギュレータが破壊されます。これを防ぐには、入力端子と出力端子の間に保護ダイオード(整流用ダイオードなど)を逆並列に接続します。
    これにより、出力側のコンデンサに蓄えられた電荷がダイオードをバイパスして入力側へ逃げるため、ICが保護されます。
    ※データシート
    https://www.ti.com/jp/lit/ds/symlink/lm1117.pdf?ts=1782634895967&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252Fja-jp%252FLM1117%252Fpart-details%252FLM1117IMPX-5.0%252FNOPB
    の、pp13 (8.4.1 保護ダイオード) に、回路図あり。
    3. LM1117の内部ダイオードについて
    一部のデバイス解説やフォーラムで「LM1117には十分な能力を持つ保護ダイオードが内蔵されている」と言及されることがあります。メーカーのデータシート上でも、ADJ端子まわりのサージ(±25Vまで)に対する保護は内蔵されています。
    しかし、一般的な動作(入力ショート時など)において、安全性を確実に確保し、新たな設計で不具合を防ぐためには、外付けの保護ダイオードを追加することが推奨されます。
    もし、実際の回路構成(入力電圧や出力電圧、負荷など)についてさらに詳細を共有いただければ、より具体的な部品選定やダイオードの配置についてご提案できます。

    ※一応「内蔵保護回路はある」が、信用するな(笑)って言ってますね。

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    1. ひぃぃぃぃ
      撤退
      退場

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    2. つか、+5V / VUSB 間ダケじゃ無くて、
      LM1117 / +5V 間にも、ダイオード入れろよ、と思った。
      ※電圧足りなくなる可能性もあるから、LM1117にちょっとゲタ履かせとくとかね。
      (GND にも、R (Or D) かませとくとか?)

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    3. >一部のデバイス解説やフォーラムで「LM1117には十分な能力を持つ保護ダイオードが内蔵されている」と言及されることがあります。
      を、
      ・真に受ける AI

      ・疑う AI
      が、あるんですかね?

      まぁ、「どっちもどっち」なんだが。

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    4. >LM1117 / +5V 間にも、ダイオード入れろよ

      それなのよ
      こわいですねー
      こわいですねー
      さよなら、さよなら、さよなら、、、、

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  2. 並列運転用の電源ではなく、互いに素性のしれない電源を2つつなぐのはコワいですね。
    このあたりはバッテリーを充電しながらスマホを使っているときも脳みそのどこかでソワソワしております。

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    1. スマホはFETでSWして正しく制御されていると希望します

      ↑天皇陛下のお言葉風

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