大家好。我是解決方案開發課的千葉。這篇文章是關于我所負責産品的經驗之談。
在産品設計中，電路圖固然很重要（或者說沒有電路圖就無從開始…），但并非有完美的電路圖就可以生産出滿足性能要求的産品，這便是我寫下本篇文章的宗旨。

因标準修訂而改造的産品無法順利運行

我負責的産品是進行電源波動試驗的産品，這是一種通過軟件控制安裝在電源裝置輸出端的開關ON/OFF來實現電壓急劇波動的試驗裝置。
本來在基礎的電源裝置上就有通過軟件的設置使電壓進行波動的功能，但是無法滿足在電源波動試驗的部分标準中所要求的，使電壓急劇波動的動作。因此，需要通過安裝在輸出端的開關ON/OFF來實現這一動作（圖1）。

本産品是在我負責之前就有實績的産品，本次由于标準部分修訂，客戶要求産品需滿足修訂後标準。考慮到标準的修訂内容也不是特别大範圍的改動，因此決定在擁有實績的産品基礎上變更部分電路結構，零部件配置也基本上維持現狀，在這種情況下開始了産品制作工作。

幾周之後，實際的産品制作完成。立即接通電源！
但是，按照修訂後标準進行測試後發現，開關OFF時的負脈沖信号比以前的（改造前的）産品大，出現了波形紊亂的現象。
為了查明原因，我們嘗試使用修訂前标準的測定條件進行工作，結果發現實力和以前的産品相同。

那麼，為什麼在采用本次的測定條件時，會出現比以前的産品更大的負脈沖信号呢？

原因是“寄生電感”

在标準中規定的電源電壓的變化量方面，舊标準和修訂标準是相同的。區别在于負載的電阻值。以前是達到數百KΩ的高電阻，而本次是幾Ω的低電阻。換言之，負載電流增大了。

在通過很大的負載電流的狀态下瞬間關閉，變成不通過負載電流的狀态。雖然電壓變化和以前的标準相同，但電流的變化量是不同的。也就是說，由于本次的電流變化量大，布線的“寄生電感成分（在電路圖上不顯示的感應電動勢）”對電路造成的影響處于比以前更大的狀态。

另外，仔細查看内部的零部件配置，布線後發現，電源線與GND線的零部件距離較遠，正極側的布線長，同時，負極側的布線距離也較遠，采用了一種形成很大環路的布線結構。這種結構也會産生具有不良影響的多餘的寄生電感。

封堵看不見的敵人

查明原因之後，剩下的就是對策了。

首先，針對标準中提出的開關速度的要求，我們早早地設置了超出實際要求的餘量，因此對開關速度進行了調整。
然後是布線的環路。理想的方法是使零部件配置更加接近，并盡可能地使布線更粗，更短（＝縮小環路），這樣可以減少寄生電感成分，但是變更零部件配置會産生很大的時間損耗，因此放棄了這種變更方案。

于是，進行了布線的變更。幸運的是，本産品的布線不是在基闆上的布線，而是通過電纜布線形成的環路，因此，作為當場可以采取的對策，對布線長度進行了變更，使電源與GND布線形成絞線（絞合），減少環路後測試發現，寄生電感的影響得到了很大程度的抑制，最終實現了與改造之前同等的性能（圖2）。

在電路中隐藏着看不見的魔鬼

衆所周知，在電路中存在稱為寄生成分，漂移成分等“非設計者專門設計的電阻，電容，感應等的成分”。然而，我感覺到，在大多數情況下，隻能通過實際嘗試才能發現這些成分将以何種形式作為現象表現出來。好像有可以對其進行建模的電路模拟器，但這種技術并不很完美。

本次是在有限的時間内采取的對策，因此并不能說是最佳對策，仍有進一步改善的餘地。但通過這件事情我認識到，布線在電路圖上是通過“單純的線”來表現的，而在産品中卻是帶來某種特性的重要因素，這對我來說是一種寶貴的經驗。

我切身感受到，必須認真思考在标準中發生變更的記載内容會對實際的動作産生怎樣的影響。另外，除了在電路圖上的動作之外，事先預測到零部件配置和布線等産生的寄生成分也是十分重要的工作。

以上就是我對電路中隐藏着看不見的魔鬼的想法。
謝謝您一直閱讀到最後。