ช่วยในการเรียนรู้จากความผิดพลาดในการเชื่อมต่อกับออสซิลโลสโคป

ฉันสร้างวงจรนี้เพื่อหรี่แสงไฟด้วยสัญญาณ PWM มันมีปัญหาที่ MOSFET เริ่มร้อนขึ้นจริงๆ ดังนั้นฉันอยากรู้ว่าเกิดอะไรขึ้นที่ประตูมอสเฟต

ฉันปิดสัญญาณ PWM และด้วยมัลติมิเตอร์ของฉันฉันวัดเป็น 12V ตอนนี้มั่นใจว่าฉันสามารถดูรูปคลื่นด้วย USB-oscilloscope เล็ก ๆ ของฉัน (ได้รับการจัดอันดับถึง 20V) ที่ฉันเชื่อมต่ออยู่ Bammm ไฟดับและฉันทิ้งไว้กับสโคปอิฐและพีซีที่เชื่อมต่อกับมัน$V_{GS}$

ฉันค่อนข้างเศร้าเกี่ยวกับการทำลายพีซีของฉัน อย่างไรก็ตามฉันต้องรู้ว่ามีอะไรผิดปกติดังนั้นฉันจึงอยู่ที่นี่

เกี่ยวกับปัญหากับ MOSFET ที่ร้อนแรง: ปรากฎว่ามีข้อผิดพลาดในโค้ดทำให้ความถี่ PWM สูงมาก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเป็น 200Hz แก้ไขความร้อนสูงเกินไปและตัวหรี่ดูเหมือนจะทำงานได้ตามที่ตั้งใจ

แก้ไข:

MOSFET: IXTQ40N50L2

Opto-coupler: ILQ2

วงจรที่แสดงเป็นไฟเมน AC เชื่อมต่อโดยไม่มีการแยกใด ๆ การวัด Vgs โดยใช้มัลติมิเตอร์นั้นปลอดภัยเพราะมัลติมิเตอร์นั้น 'ลอย' ที่เกี่ยวกับแหล่งจ่ายไฟหลัก

แต่พีซีไม่ลอย พีซีมักจะมีเคสที่มีสายดินหมายถึงชิลด์โลหะบนตัวเชื่อมต่อ USB นั้นจะต่อสายดินเข้ากับจุดไฟเมนผ่านเคสพีซี

ดังนั้นการเชื่อมต่อออสซิลโลสโคปแบบ USB เข้ากับวงจรที่ต่อกับสายไฟหลักจึงเป็นหายนะอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เมื่อทำสิ่งนี้เสร็จแล้วแรงดันไฟฟ้าหลักจะส่งกระแสไฟฟ้าเข้าสู่เคสพีซี (หรือลงในสายข้อมูล USB ขึ้นอยู่กับว่ามีการเชื่อมต่อโพรบใด) ที่จะถูกส่งกลับไปที่พื้น

วงจรเชื่อมต่อไฟเมนทั้งหมดจะต้องใช้เครื่องมือโดยอุปกรณ์ลอย คุณอาจจะปลอดภัยถ้าคุณใช้แล็ปท็อปแทนที่จะเป็นพีซี แต่มันก็ไม่ปลอดภัยเช่นกันเว้นแต่คุณจะหุ้มฉนวนทุกอย่างรอบ ๆ แล็ปท็อปและทำให้แล็ปท็อปของคุณลอยได้อย่างแท้จริง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

รูปที่ 1 a, b และ c

เนื่องจากวงจรไม่ได้แยกบรรทัดล่างสุดของวงจรของคุณเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ด้วยแรงดันไฟหลัก

• สำหรับครึ่งรอบบวก (b) ด้านล่างของ M2 จะจัดขึ้นที่ระดับ 0.7 V เหนือระดับแรงดันไฟฟ้าที่เป็นกลาง เนื่องจากสิ่งนี้เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลัก - นั่นคือ 0.7 V เหนือพื้นโลก เนื่องจากออสซิลโลสโคปและพีซีให้เส้นทางต้านทานต่ำลงสู่พื้นดินมากกว่าไดโอดกระแสจะไหลผ่านไดโอดมากกว่าไดโอด อุปกรณ์ของคุณอาจอยู่รอดได้ 0.7 V หากความต้านทานสายเคเบิลสูงพอที่จะ จำกัด กระแส
• สำหรับครึ่งรอบเชิงลบ (c) ด้านล่างของ M3 จะถูกดึงไปที่ -170 V สูงสุด (หากคุณใช้แหล่งจ่าย 120 V) กระแสไฟฟ้าสูงจะไหลจากพื้น PC / oscilloscope เนื่องจากมีการลัดวงจรจากพื้นโลก ปัจจุบันนี้มีแนวโน้มว่าจะถูกเผาบนพื้นดินหลายร่องรอยบน PCBs มันวิ่งผ่าน เมื่อพวกเขาหายไปแรงดันไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้กับชิป ฯลฯ และพวกเขาก็ถูกทำลายเช่นกัน

มันเป็นบทเรียนที่ยากลำบากดังนั้นเรียนรู้ให้ดี ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณเข้าใจตรรกะของคำอธิบายข้างต้น หากคุณสามารถทำได้คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนอุปกรณ์ของคุณมากกว่าหลักสูตรที่จ่ายค่าธรรมเนียม

เนื่องจากปัญหาในการใช้ออสซิลโลสโคปในวงจรไฟฟ้าเกิดขึ้นบ่อยครั้งใน EE.SE อาจเป็นไปได้ที่จะช่วยได้

รูปที่ 1 และ 2 Fluke Scopemeter และชุดสอบสวน หมายเหตุขั้วต่อ "BNC" ที่หุ้มฉนวนและตัวนำรวมถึงปลั๊กสีดำบนสายดินคลิป (ซึ่งเสียบเข้ากับด้านของโพรบ) เครื่องวัดมาพร้อมกับแจ็ค PSU ที่ไม่ได้สัมผัสกับภายในจนกระทั่งหลังจากที่มีการสัมผัสโลหะแล้ว พอร์ตอนุกรมออปติคัลสามารถมองเห็นได้ที่ด้านข้างของขอบเขต

เครื่องมือต่างๆเช่นสโกปีเตเตอร์ในรูปที่ 2 เป็นฉนวนอย่างสมบูรณ์ เป็นผลให้ขอบเขตของขอบเขตสามารถเชื่อมต่อกับจุดใด ๆ ในวงจรภายใต้การตรวจสอบรวมถึงเส้นลบที่แก้ไขของรูปที่ 1 แม้ในขณะที่ประจุอุปกรณ์จะถูกแยกออกจากพื้นดินหลัก จุดเดียวที่ต้องดูคือคลิปสายดินของโพรบ A และ B ที่ให้มานั้นไม่ได้เชื่อมต่อกับศักยภาพที่แตกต่างกันสองแบบ

ใกล้ แต่ก็หายนะ แหล่งข้อมูลบนเว็บควรได้รับการตรวจสอบซ้ำสองครั้ง Circuit-Labควรได้รับแจ้งว่าพวกเขาได้เผยแพร่ PC-killer ที่รับประกันแล้วและเป็นคนฆ่าคนได้ บทเรียนราคาแพงเหล่านี้จะไม่มีวันลืมโดยผู้ที่รอดชีวิต
ขอชื่นชมคุณสำหรับการค้นพบว่า PWM ที่รวดเร็วทำให้ MOSFet ร้อนและ PWM ที่ช้าเป็นวิธีแก้ปัญหา การแก้ไขวงจรที่ลดตัวต้านทาน 180K เป็น 10K ก็ช่วยได้เช่นกัน โซลูชันของคุณสำหรับ PWM ที่ช้ามากที่ 200Hz นอกจากนี้ยังเป็นการทำงานที่ดี ระวังการเลือกความถี่ที่เป็นทวีคูณของความถี่ของสาย - ตัวอย่างเช่นเลือก 240 Hz โดยที่ความถี่ของสายคือ 60 Hz จะให้เอฟเฟกต์แสงที่น่าสนใจ
การแก้ไขหลักของวงจรนี้เพื่อหลีกเลี่ยงภัยพิบัติเกี่ยวข้องกับการแยกแหล่ง PWM ออกจากไดรเวอร์ MOSFET อย่างสมบูรณ์เช่น: หนึ่งควรระมัดระวังในการเลือกส่วนประกอบอย่างระมัดระวัง BR1 จะต้องได้รับการจัดระดับแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้สามารถรับแรงดันไฟฟ้าจากจุดสูงสุดถึงยอดได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้ยังจะต้องได้รับการจัดอันดับให้ผ่านกระแสหลอดไฟด้วยหัวห้องบางห้องเนื่องจากหลอดไฟต้องใช้กระแสไฟกระชากเมื่อเย็นจนถึงอุณหภูมิใช้งาน Diode D1 สามารถเป็นไดโอดขนาดเล็กได้เนื่องจากมีความต้องการกระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย แต่จะต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของสายไฟอย่างน้อยที่สุด การเลือกระดับแรงดันไฟฟ้าของแรงดันไฟฟ้าสูงสุดเป็นยอดจะปลอดภัยกว่า
การตรวจสอบวงจรนี้ด้วยออสซิลโลสโคปเป็น 'ขอบเขตนักฆ่า ขอบเขต 'ที่ฉันใช้ไม่สามารถทนต่อการเชื่อมต่อภาคพื้นดิน (การอ้างอิง 0v) ไปยังส่วนใด ๆ ของวงจรนี้นอกเหนือจากแหล่ง PWM หากออสซิลโลสโคป USB ของคุณมีแผ่นข้อมูลจำเพาะให้ค้นหาข้อ จำกัด แรงดันไฟฟ้าในโหมดทั่วไปให้ดี สิ่งนี้จะบอกคุณว่าวงจรอินพุตของมันห่างจากพื้นดินมากแค่ไหนก่อนที่บางส่วนจะล้มเหลว บางโวลต์มีเพียงไม่กี่ วงจรนี้จะต้องใช้โวลต์นับร้อยในช่วงโหมดทั่วไป สมมติเสมอว่าการอ้างอิง 0v ของขอบเขตเชื่อมต่อโดยตรงกับกราวด์และโปรดจำไว้เสมอว่าส่วนใหญ่ของวงจรนี้จะส่งผลให้เกิดความล้มเหลวที่น่าตื่นเต้นเมื่อต่อสายดิน

ทำความเข้าใจว่าหลอดทังสเตนมีอุณหภูมิสูงขึ้น> 3200'C และ NTC 10: 1 ความต้านทานต่อความเย็นถึงร้อนดังนั้นถ้า PWM พัลส์ในอัตราที่ช้าหรือเร็วเกินไป Ipk สามารถเข้าถึง 10 เท่าของหลอดที่มีกระแสหรือมีการสูญเสียแบบไดนามิกขนาดใหญ่ RdsOn ที่มีแนวต้านอาจอุ่นขึ้นด้วย I ^ 2R = Pd

โปรดสังเกตว่าเส้นและความเป็นกลางไม่มีป้ายกำกับและ V + หรือ V- ไม่ได้อยู่ที่พื้น แต่เรารู้ว่าอย่างน้อยต้องมีสายดินที่หม้อแปลงภายนอก ดังนั้นโดยไม่ต้องดูแลคุณสามารถเชื่อมต่อกราวด์โพรบกับสายที่แก้ไขแล้วแทนที่จะไดโอด 2 ไดโอดลดลงจากกลาง

ต้องใช้โพรบ 10M สองอันสำหรับ 400v ในโหมด AB

พิจารณาว่าพีซีของคุณเสียสละตัวเองเพื่อช่วยชีวิตคุณ

ในฐานะ sidenote การวัดดังกล่าวสามารถทำได้โดยใช้ฮับ USB แบบแยกได้:

สิ่งเหล่านี้อนุญาตให้ kV หลายอย่างระหว่างพีซีของคุณ (ซึ่งปกติจะต่อสายดินและปลอดภัยต่อการสัมผัส) และอุปกรณ์เช่นขอบเขต USB ซึ่งอาจมีการถ่ายทอดสด แน่นอนคุณยังควรรู้ว่าคุณกำลังทำอะไรอยู่ (เช่นสัมผัสเฉพาะขอบเขตเมื่อไฟฟ้าถูกตัดการเชื่อมต่อและแคป HV ทั้งหมดถูกปลดออก)