Overview
Part 1 examined what can happen to the dielectric oxide layer of an aluminum electrolytic capacitor during prolonged voltage-free storage. Part 2 returns to the actual failed 12 V / 5 A SMPS adapter and asks a different question: what does the physical and electrical evidence itself show?
The purpose is to separate what was observed, what changed after C3 and C4 were replaced, and what can reasonably be inferred from those results. The strongest evidence in this case is the before-and-after comparison under the same 5 A load condition.
Table of Contents
| 01 │ From Field Failure to Laboratory Evidence |
| 02 │ What Was Found in the Returned Adapter |
| 03 │ Why C3 and C4 Became the First Focus |
| 04 │ The 5 A Load Test Before Replacement |
| 05 │ Ripple & Noise: 512 mVp-p Against a 200 mVp-p Limit |
| 06 │ What Changed After C3/C4 Replacement |
| 07 │ The Before-and-After Evidence |
| 08 │ What the Replacement Test Strongly Suggests |
| 09 │ What the Evidence Still Does Not Prove |
| 10 │ Where the Investigation Goes Next |
01 │ From Field Failure to Laboratory Evidence
At the installation site, technicians did not perform oscilloscope analysis or detailed component diagnosis. The practical field observation was that some adapters did not operate normally when the delayed project was finally deployed.
The failed units were returned for laboratory investigation. Only then could the output behavior, Ripple & Noise, and internal component condition be examined in detail.
The field identified a failure. The laboratory investigation characterized the failure.
02 │ What Was Found in the Returned Adapter
Inspection of the returned adapter revealed physical damage associated with the electrolytic capacitors identified as C3 and C4.
Visible damage is important evidence, but appearance alone does not establish the complete failure mechanism. A ruptured or vented capacitor shows that the component experienced an abnormal condition; it does not by itself identify the exact sequence of electrical, thermal, storage, or component-related factors.
03 │ Why C3 and C4 Became the First Focus
C3 and C4 became the first focus because two observations pointed in the same direction: they showed physical damage, and the adapter showed abnormal output performance.
The practical question was straightforward: if the damaged C3 and C4 were replaced while the rest of the investigated adapter remained unchanged, would the electrical behavior recover?
A substitution test cannot explain every preceding event, but it can provide strong evidence about whether the replaced components were directly involved in the observed malfunction.
04 │ The 5 A Load Test Before Replacement
With the adapter operating under a 5 A load, the output was unstable and rose from approximately 7 Vdc rather than remaining within the specified output range.
The nominal output was 12 Vdc with a ±5% tolerance, giving an acceptable range of 11.40 to 12.60 Vdc. The observed output was therefore clearly outside the required range.
05 │ Ripple & Noise: 512 mVp-p Against a 200 mVp-p Limit
Ripple & Noise under the same 5 A load condition measured 512 mVp-p.
The specification was 200 mVp-p maximum. The measured value was therefore more than two and a half times the specified maximum.
The abnormal DC output and excessive Ripple & Noise occurred in the same failed adapter before C3/C4 replacement.
06 │ What Changed After C3/C4 Replacement
C3 and C4 were replaced and the adapter was tested again under a 5 A load.
The output measured 11.50 Vdc, within the specified 11.40 to 12.60 Vdc range. Ripple & Noise fell from 512 mVp-p to 52 mVp-p, comfortably below the 200 mVp-p maximum.
The important point is not merely that two numbers improved. Both previously abnormal output characteristics returned to specification after C3 and C4 were replaced.
07 │ The Before-and-After Evidence
| Test Item | Before C3/C4 Replacement | After C3/C4 Replacement |
|---|---|---|
| Output Voltage Specification | 12 Vdc typical; ±5% (11.40–12.60 Vdc) | 12 Vdc typical; ±5% (11.40–12.60 Vdc) |
| Output @ 5 A | Unstable, rising from approx. 7 Vdc — FAIL | 11.50 Vdc — PASS |
| Ripple & Noise | 512 mVp-p — FAIL | 52 mVp-p — PASS |
| R/N Specification | 200 mVp-p Max | 200 mVp-p Max |
After C3/C4 replacement, the output returned to specification and Ripple & Noise decreased from 512 mVp-p to 52 mVp-p.
08 │ What the Replacement Test Strongly Suggests
The replacement test strongly supports the conclusion that the condition of C3 and C4 was directly associated with the abnormal output and excessive Ripple & Noise observed in the investigated adapter.
This is stronger evidence than visual inspection alone because the electrical behavior changed after a controlled component replacement.
However, “C3/C4 were involved in the malfunction” and “we have proven why C3/C4 failed” are not the same conclusion.
09 │ What the Evidence Still Does Not Prove
The test does not by itself prove that long-term storage was the sole root cause of the capacitor damage.
It also does not reconstruct the exact moment at which the dielectric condition changed, leakage current increased, internal temperature rose, gas was generated, or the pressure vent operated. Those are possible mechanisms that require support from component behavior, manufacturer guidance, and the wider failure history.
Other factors such as component variation, temperature history, ripple-current stress, circuit conditions, and manufacturing quality must not be excluded without evidence.
The correct conclusion at this stage is narrower: C3/C4 damage and the abnormal electrical output were closely linked, and replacing C3/C4 restored the measured performance of the investigated adapter.
10 │ Where the Investigation Goes Next
Part 1 established that prolonged voltage-free storage can affect the dielectric condition and leakage-current behavior of aluminum electrolytic capacitors. Part 2 has now established what the failed hardware and before-and-after measurements show in this case.
Part 3 will examine what aluminum electrolytic capacitor manufacturers recommend for long-stored capacitors, including voltage treatment and re-forming, and how those recommendations should be interpreted for finished SMPS products.
Author’s Note
The measurements in this article are the recorded results from the investigated 12 V / 5 A SMPS adapter case. They show the relationship between the damaged C3/C4 capacitors and the observed electrical malfunction; they do not claim that every long-stored SMPS will fail in the same way.
Part 2 │ 파손된 부품과 전기적 측정값은 무엇을 보여주는가
개요
Part 1에서는 알루미늄 전해콘덴서가 장기간 무전압 상태로 보관될 때 유전체 산화피막에 어떤 변화가 일어날 수 있는지를 살펴보았습니다. Part 2에서는 실제 12 V / 5 A SMPS Adapter 불량품으로 돌아가 파손된 부품과 전기적 측정 결과 자체가 무엇을 보여주는지 살펴봅니다.
목적은 실제로 확인된 사실, C3와 C4를 교체한 뒤 변화한 결과, 그리고 그 결과에서 합리적으로 추론할 수 있는 내용을 구분하는 것입니다. 이번 사례에서 가장 강한 증거는 동일한 5 A 부하 조건에서 실시한 교체 전후 비교입니다.
목차
| 01 │ 필드 불량에서 실험실 증거로 |
| 02 │ 회수된 Adapter에서 확인된 것 |
| 03 │ C3와 C4를 먼저 주목한 이유 |
| 04 │ 교체 전 5 A 부하시험 |
| 05 │ Ripple & Noise: 규격 200 mVp-p 대비 512 mVp-p |
| 06 │ C3/C4 교체 후 무엇이 달라졌는가 |
| 07 │ 교체 전후 측정 결과 |
| 08 │ 교체시험이 강하게 시사하는 것 |
| 09 │ 아직 증명되지 않은 것 |
| 10 │ 다음 조사 단계 |
01 │ 필드 불량에서 실험실 증거로
설치 현장에서 작업자가 오실로스코프 측정이나 상세한 부품 분석을 실시한 것은 아닙니다. 장기간 지연되었던 프로젝트가 다시 진행되어 현장에 투입되었을 때 일부 Adapter가 정상적으로 동작하지 않는다는 것이 현장에서 확인된 사실이었습니다.
불량품이 회사로 회수된 뒤에야 출력 상태, Ripple & Noise, 내부 부품 상태를 구체적으로 조사할 수 있었습니다.
현장에서는 불량을 발견했고, 실험실 분석에서는 그 불량의 특성을 확인했습니다.
02 │ 회수된 Adapter에서 확인된 것
회수된 Adapter를 조사한 결과 C3와 C4로 표시된 전해콘덴서에서 물리적인 파손이 확인되었습니다.
육안으로 확인되는 파손은 중요한 증거이지만 외관만으로 전체 고장 메커니즘을 확정할 수는 없습니다. 파열 또는 Vent 작동은 비정상 상태를 겪었다는 것을 보여주지만 정확한 원인과 진행 순서까지 단독으로 설명하지는 못합니다.
03 │ C3와 C4를 먼저 주목한 이유
C3와 C4에 먼저 주목한 이유는 두 가지 관찰 결과가 같은 방향을 가리켰기 때문입니다. C3/C4에는 물리적인 파손이 있었고 Adapter의 출력도 비정상적이었습니다.
따라서 다른 부분은 그대로 둔 상태에서 파손된 C3와 C4만 교체하면 전기적 특성이 정상으로 돌아오는지를 확인했습니다.
이러한 교체시험은 이전의 모든 과정을 설명하지는 못하지만 해당 부품이 관찰된 불량에 직접 관여했는지를 판단하는 강한 증거가 될 수 있습니다.
04 │ 교체 전 5 A 부하시험
5 A 부하에서 출력전압은 약 7 Vdc에서부터 상승하는 불안정한 상태를 보였으며 정상 출력 범위를 유지하지 못했습니다.
출력전압 규격은 12 Vdc Typical, 허용오차 ±5%이므로 정상 범위는 11.40~12.60 Vdc입니다. 따라서 측정된 출력은 규격 범위를 명백하게 벗어났습니다.
05 │ Ripple & Noise: 규격 200 mVp-p 대비 512 mVp-p
동일한 5 A 부하 조건에서 Ripple & Noise는 512 mVp-p로 측정되었습니다.
제품 규격은 200 mVp-p Max이므로 측정값은 허용 최대치의 2.5배를 넘었습니다.
비정상적인 DC 출력과 과도한 Ripple & Noise는 C3/C4 교체 전 동일한 불량 Adapter에서 확인된 현상이었습니다.
06 │ C3/C4 교체 후 무엇이 달라졌는가
C3와 C4를 교체한 뒤 동일한 5 A 부하 조건에서 다시 시험했습니다.
출력전압은 11.50 Vdc로 규격 범위에 들어왔고 Ripple & Noise는 512 mVp-p에서 52 mVp-p로 감소하여 200 mVp-p Max 규격을 만족했습니다.
중요한 것은 단순히 숫자가 좋아진 것이 아니라 교체 전에 비정상이었던 두 가지 출력 특성이 모두 규격 범위로 회복되었다는 점입니다.
07 │ 교체 전후 측정 결과
| 시험 항목 | C3/C4 교체 전 | C3/C4 교체 후 |
|---|---|---|
| 출력전압 규격 | 12 Vdc Typical; ±5% (11.40–12.60 Vdc) | 12 Vdc Typical; ±5% (11.40–12.60 Vdc) |
| 5 A 부하 출력 | 약 7 Vdc에서부터 불안정하게 상승 — FAIL | 11.50 Vdc — PASS |
| Ripple & Noise | 512 mVp-p — FAIL | 52 mVp-p — PASS |
| R/N 규격 | 200 mVp-p Max | 200 mVp-p Max |
C3/C4 교체 후 출력전압은 규격 범위로 회복되었고 Ripple & Noise는 512 mVp-p에서 52 mVp-p로 감소했습니다.
08 │ 교체시험이 강하게 시사하는 것
교체시험은 조사 대상 Adapter에서 C3와 C4의 상태가 비정상적인 출력전압과 과도한 Ripple & Noise에 직접적으로 관련되어 있었다는 판단을 강하게 뒷받침합니다.
이는 단순한 육안검사보다 강한 증거입니다. 특정 부품을 교체한 뒤 실제 전기적 특성이 변화했기 때문입니다.
그러나 ‘C3/C4가 불량 현상에 관여했다’는 결론과 ‘C3/C4가 왜 파손되었는지까지 증명했다’는 결론은 서로 다릅니다.
09 │ 아직 증명되지 않은 것
이번 교체시험만으로 장기 보관이 콘덴서 파손의 유일한 Root Cause였다고 증명할 수는 없습니다.
또한 유전체 상태 변화, 누설전류 증가, 내부 온도 상승, 가스 발생 또는 압력방출장치 작동이 정확히 어떤 순서로 진행되었는지를 이번 측정만으로 재현한 것도 아닙니다.
부품 편차, 온도 이력, Ripple Current Stress, 회로 조건, 제조 품질 등의 다른 요인도 증거 없이 배제해서는 안 됩니다.
현재 단계에서 내릴 수 있는 결론은 C3/C4의 파손과 비정상적인 전기적 출력이 밀접하게 연결되어 있었으며 C3/C4 교체 후 조사 대상 Adapter의 측정 성능이 정상 범위로 회복되었다는 것입니다.
10 │ 다음 조사 단계
Part 1에서는 장기간 무전압 보관이 알루미늄 전해콘덴서의 유전체 상태와 누설전류 특성에 영향을 줄 수 있다는 점을 살펴보았습니다. Part 2에서는 실제 파손 부품과 교체 전후 측정값이 무엇을 보여주는지를 확인했습니다.
Part 3에서는 장기간 보관된 전해콘덴서에 대해 제조사들이 권고하는 Voltage Treatment와 Re-forming을 살펴보고 이러한 지침을 완제품 SMPS에 어떻게 해석하여 적용해야 하는지를 검토하겠습니다.
작성자 주
이 글의 측정값은 실제 12 V / 5 A SMPS Adapter 조사 사례에서 기록된 결과입니다. 파손된 C3/C4와 관찰된 전기적 불량의 관계를 설명하기 위한 것이며 장기간 보관된 모든 SMPS가 동일한 방식으로 불량이 발생한다고 주장하는 것은 아닙니다.
