Giúp học hỏi từ một sai lầm kết nối máy hiện sóng

Tôi đã xây dựng mạch này để làm mờ đèn với tín hiệu PWM. Nó có một vấn đề trong đó MOSFET đang trở nên rất nóng. Vì vậy, tôi muốn biết những gì đang xảy ra trên cổng của MOSFET.

Tôi tắt tín hiệu PWM và với đồng hồ vạn năng của tôi, tôi đo là 12V. Bây giờ tự tin rằng tôi có thể nhìn vào dạng sóng với máy hiện sóng USB nhỏ của tôi (được định mức là 20V) tôi đã kết nối nó. Bammm, đèn tắt và tôi rời đi với một máy hiện sóng và PC được kết nối với nó.$V_{GS}$

Tôi khá buồn về việc phá vỡ PC của tôi. Tuy nhiên tôi phải biết những gì đã sai nên tôi ở đây.

Về vấn đề với MOSFET nóng: Hóa ra có một lỗi trong mã làm cho tần số PWM rất cao. Đảm bảo rằng nó đã được sửa 200Hz khi quá nhiệt và bộ điều chỉnh độ sáng dường như hoạt động như dự định.

chỉnh sửa:

MOSFE: IXTQ40N50L2

Bộ ghép quang: ILQ2

Mạch hiển thị là nguồn điện xoay chiều được kết nối mà không có bất kỳ loại cách ly nào. Đo VSS bằng đồng hồ vạn năng là an toàn vì đồng hồ vạn năng 'nổi' đối với nguồn cung cấp chính.

Nhưng một PC không nổi. PC thường có vỏ nối đất, có nghĩa là tấm chắn kim loại trên đầu nối USB cũng được nối đất với điểm nguồn chính thông qua vỏ PC.

Như vậy, việc kết nối máy hiện sóng USB với mạch kết nối chính là điều không thể tránh khỏi. Khi điều này được thực hiện, điện áp nguồn sẽ đẩy dòng điện vào vỏ PC (hoặc vào các đường dữ liệu USB, tùy thuộc vào đầu dò nào được liên kết) để trở về mặt đất.

Tất cả các mạch liên kết chính phải được thiết bị bằng thiết bị nổi. Bạn có thể ở bên an toàn nếu bạn sử dụng máy tính xách tay thay vì PC, nhưng nó cũng không an toàn trừ khi bạn thực sự cách nhiệt mọi thứ xung quanh máy tính xách tay và đảm bảo máy tính xách tay của bạn thực sự nổi trên mặt đất.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Hình 1 a, b và c.

Vì mạch không bị cô lập, dòng dưới cùng của mạch của bạn di chuyển xung quanh với điện áp nguồn.

• Trên nửa chu kỳ dương (b), đáy M2 thường được giữ ở khoảng 0,7 V so với điện áp trung tính. Vì nó được kết nối với trái đất chính - đó là 0,7 V trên trái đất. Vì máy hiện sóng và PC cung cấp đường dẫn điện trở xuống đất thấp hơn so với diode, dòng điện sẽ chạy qua chúng chứ không phải là diode. Thiết bị của bạn có thể tồn tại 0,7 V nếu điện trở cáp đủ cao để hạn chế dòng điện.
• Trên nửa chu kỳ âm (c), đáy của M3 được kéo lên đỉnh -170 V (nếu bạn đang cung cấp 120 V). Một dòng điện cao sẽ chảy từ mặt đất PC / máy hiện sóng vì nó đang cung cấp một mạch ngắn từ trái đất. Hiện tại có khả năng đốt cháy một số dấu vết mặt đất trên PCB mà nó chạy qua. Một khi chúng biến mất, điện áp sẽ được áp dụng cho các con chip, v.v., và chúng cũng bị phá hủy.

Đó là một bài học khó khăn để học nó tốt. Hãy chắc chắn rằng bạn hiểu logic của lời giải thích ở trên. Nếu bạn có thể làm điều đó, bạn sẽ học được nhiều hơn cho chi phí thay thế thiết bị của mình so với nhiều người làm tại các khóa học trả phí.

Vì vấn đề sử dụng máy hiện sóng trên các mạch chính xuất hiện thường xuyên trên EE.SE, nên những điều sau đây có thể giúp ích.

Hình 1 và 2. Fluke Scopemeter và bộ thăm dò. Lưu ý đầu nối và dây dẫn "BNC" cách điện bao gồm cả phích cắm màu đen trên đầu kẹp đất (cắm vào đầu dò). Đồng hồ đi kèm với giắc cắm PSU không tiếp xúc với các bộ phận bên trong cho đến khi kim loại tiếp xúc được đưa vào. Một cổng nối tiếp quang được nhìn thấy ở phía bên của phạm vi.

Các dụng cụ như scopemeter trong Hình 2 được cách ly hoàn toàn. Kết quả là mặt đất phạm vi có thể được kết nối với bất kỳ điểm nào trên mạch đang được điều tra bao gồm cả đường âm được chỉnh lưu của Hình 1. Ngay cả khi đang sạc, thiết bị được cách ly hoàn toàn với đất chính. Điểm duy nhất để xem là các clip trái đất của các đầu dò kênh A và B được cung cấp không được kết nối với hai tiềm năng khác nhau.

Thật gần, nhưng tai họa. Tài nguyên web nên được kiểm tra hai lần, đặc biệt là khi các mạch điện áp có liên quan. Circuit-Lab nên được thông báo rằng họ đã xuất bản một kẻ giết người được bảo đảm và một kẻ giết người có thể. Những bài học đắt giá không bao giờ bị lãng quên bởi những người sống sót.
Kudos cho bạn để khám phá ra rằng PWM nhanh gây ra MOSfet nóng, và PWM chậm là một giải pháp. Một sửa đổi mạch làm giảm điện trở 180K xuống còn 10K cũng sẽ giúp ích phần nào. Giải pháp của bạn về PWM rất chậm 200Hz. cũng là một công việc tốt xung quanh. Cẩn thận chọn tần số là bội số của tần số dòng - ví dụ: chọn 240 Hz. trong đó tần số dòng là 60 Hz. sẽ cho một hiệu ứng quang học thú vị.
Bản sửa đổi chính cho mạch này để tránh thảm họaliên quan đến việc cách ly hoàn toàn nguồn PWM khỏi trình điều khiển MOSFET, như vậy: Người ta cũng nên cẩn thận để lựa chọn thành phần một cách cẩn thận. BR1 phải được đánh giá theo điện áp để dễ dàng lấy điện áp đường dây từ đỉnh đến đỉnh. Nó cũng phải được đánh giá để vượt qua dòng đèn với một số phòng đáng kể, vì đèn yêu cầu dòng điện tăng khi lạnh, cho đến khi chúng đạt đến nhiệt độ hoạt động. Diode D1 có thể là một diode nhỏ, bởi vì cần ít dòng điện của nó, nhưng nó phải được đánh giá cho điện áp dòng cực đại. Sẽ an toàn hơn khi chọn một mức điện áp của điện áp đường dây từ đỉnh đến đỉnh.
Giám sát mạch này với bất kỳ dao độnglà một 'kẻ giết người phạm vi. Không có 'phạm vi tôi đã sử dụng có thể chịu được kết nối mặt đất của nó (tham chiếu 0v) tới bất kỳ phần nào của mạch này ngoài nguồn PWM. Nếu máy hiện sóng USB của bạn có bảng thông số kỹ thuật, hãy cẩn thận tìm giới hạn điện áp ở chế độ chung . Điều này cho bạn biết cách xa mặt đất mạch đầu vào của nó có thể đi chệch trước khi một phần của nó bị hỏng. Một số chỉ một vài volt. Mạch này sẽ yêu cầu hàng trăm volt của phạm vi chế độ chung. Luôn cho rằng tham chiếu 0v của phạm vi được kết nối trực tiếp với mặt đất và luôn nhớ rằng hầu hết các phần của mạch này sẽ dẫn đến thất bại ngoạn mục khi nối đất.

Hiểu rằng đèn vonfram có nhiệt độ tăng lớn> 3200'C và NTC từ 10 đến 1 trở kháng lạnh, do đó, nếu xung PWM ở tốc độ chậm hoặc quá nhanh, Ipk có thể đạt tới 10 bóng đèn định mức hoặc có tổn thất động lớn và FET RdsOn với sức đề kháng có thể ấm hơn với I ^ 2R = Pd

Lưu ý rằng đường và trung tính không được dán nhãn và cả V + hoặc V- đều ở trên mặt đất nhưng chúng tôi biết rằng Trung tính ít nhất là được nối đất ở máy biến áp bên ngoài. Do đó, không cần quan tâm, bạn có thể kết nối mặt đất thăm dò với đường chỉnh lưu thay vì 2 diode giảm từ trung tính.

Điều này đòi hỏi hai đầu dò 10M được định mức cho 400v ở chế độ vi sai AB.

Hãy xem xét rằng PC của bạn đã hy sinh để cứu mạng bạn.

Là một sidenote, các phép đo như vậy có thể được thực hiện bằng cách sử dụng cái gọi là hub USB bị cô lập:

Điều này cho phép một vài kV giữa PC của bạn (thường được nối đất và an toàn khi chạm vào) và các thiết bị như phạm vi USB có thể hoạt động. Tất nhiên, bạn vẫn nên biết những gì bạn đang làm (ví dụ: chỉ chạm vào phạm vi khi ngắt nguồn và tất cả các nắp HV đã được xả).