Bantu belajar dari kesalahan menghubungkan osiloskop

Saya telah membangun sirkuit ini untuk meredupkan lampu dengan sinyal PWM. Itu memiliki masalah di mana MOSFET menjadi sangat panas. Jadi saya ingin tahu apa yang terjadi di gerbang MOSFET.

Saya mematikan sinyal PWM dan dengan multimeter saya mengukur sebagai 12V. Sekarang yakin bahwa saya dapat melihat bentuk gelombang dengan osiloskop USB kecil saya (nilai 20V) saya menghubungkannya. Bammm, lampu padam dan saya pergi dengan osiloskop dan PC yang terhubung.$V_{GS}$

Saya cukup sedih karena merusak PC saya. Namun saya harus tahu apa yang salah jadi saya di sini.

Tentang masalah dengan MOSFET panas: Ternyata ada bug dalam kode yang membuat frekuensi PWM sangat tinggi. Memastikan itu 200Hz memperbaiki overheating dan dimmer tampaknya berfungsi sebagaimana dimaksud sekarang.

edit:

MOSFET: IXTQ40N50L2

Opto-coupler: ILQ2

Rangkaian yang ditunjukkan adalah kabel listrik AC yang terhubung tanpa isolasi apa pun. Mengukur Vgs menggunakan multimeter aman karena multimeter 'mengambang' sehubungan dengan pasokan listrik.

Tetapi PC tidak mengambang. PC biasanya memiliki casing ground, yang berarti pelindung logam pada konektor USB juga terhubung ke power point listrik melalui casing PC.

Karena itu, menghubungkan osiloskop USB ke sirkuit yang terhubung ke sumber listrik pasti merupakan bencana. Ketika ini dilakukan, tegangan listrik akan mendorong arus ke kasing PC (atau ke jalur data USB, tergantung probe mana yang terhubung) untuk dikembalikan ke ground.

Semua sirkit terkait terhubung harus diinstrumentasi oleh peralatan apung. Anda mungkin berada di sisi yang aman jika Anda menggunakan laptop dan bukan PC, tetapi tidak aman juga kecuali Anda benar-benar mengisolasi segala sesuatu di sekitar laptop dan memastikan laptop Anda benar-benar mengambang sehubungan dengan tanah.

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Gambar 1 a, b dan c.

Karena sirkuit tidak terisolasi, garis bawah sirkuit Anda bergerak dengan tegangan listrik.

• Pada setengah siklus positif (b) bagian bawah M2 biasanya akan ditahan pada sekitar 0,7 V di atas tegangan netral. Karena ini terhubung ke bumi utama - itu 0,7 V di atas bumi. Karena osiloskop dan PC memberikan jalur resistansi yang lebih rendah ke bumi daripada dioda, arus akan mengalir melaluinya daripada dioda. Peralatan Anda mungkin bertahan 0,7 V jika hambatan kabel cukup tinggi untuk membatasi arus.
• Pada setengah siklus negatif (c) bagian bawah M3 ditarik ke -170 V puncak (jika Anda berada pada pasokan 120 V). Arus yang tinggi akan mengalir dari ground PC / oscilloscope karena menyediakan arus pendek dari bumi. Arus ini kemungkinan membakar beberapa jejak tanah pada PCB yang dilaluinya. Begitu mereka pergi, tegangan akan diterapkan pada chip, dll, dan mereka hancur juga.

Ini pelajaran yang sulit, jadi pelajarilah dengan baik. Pastikan Anda memahami logika penjelasan di atas. Jika Anda bisa melakukan itu, Anda akan belajar lebih banyak tentang biaya penggantian peralatan Anda daripada yang banyak dilakukan di kursus yang membayar biaya.

Karena masalah penggunaan osiloskop pada sirkuit listrik sering muncul pada EE.SE, hal berikut mungkin dapat membantu.

Gambar 1 dan 2. Fluke Scopemeter dan set probe. Perhatikan konektor dan lead "BNC" yang sudah diinsulasi termasuk plug hitam pada klip earth clip (yang dihubungkan ke sisi probe). Meter dilengkapi dengan jack PSU yang tidak melakukan kontak dengan internal sampai setelah logam yang terbuka telah dimasukkan. Port serial optik terlihat di sisi ruang lingkup.

Instrumen seperti scopemeter pada Gambar 2 sepenuhnya terisolasi. Sebagai hasilnya, ruang lingkup ground dapat dihubungkan ke titik mana pun pada rangkaian yang sedang diselidiki termasuk garis negatif yang diperbaiki pada Gambar 1. Bahkan ketika diisi daya, perangkat sepenuhnya terisolasi dari pembumian utama. Satu-satunya titik untuk menonton adalah bahwa klip pembumian probe saluran A dan B yang disediakan tidak terhubung ke dua potensi yang berbeda.

Begitu dekat, namun bencana. Sumber daya web harus diperiksa dua kali, terutama terkait dengan sirkuit voltase. Circuit-Lab harus diberi tahu bahwa mereka telah menerbitkan pembunuh-PC yang dijamin, dan kemungkinan pembunuh-orang. Pelajaran mahal ini tidak pernah dilupakan oleh mereka yang bertahan hidup.
Kudos kepada Anda untuk menemukan bahwa PWM cepat menyebabkan MOSfet panas, dan PWM lambat adalah solusi. Revisi sirkuit yang mengurangi resistor 180K menjadi 10K juga akan membantu. Solusi Anda dari PWM yang sangat lambat dari 200Hz. juga merupakan pekerjaan yang layak. Berhati-hatilah dalam memilih frekuensi yang merupakan kelipatan dari frekuensi garis - misalnya, memilih 240 Hz. di mana frekuensi garis adalah 60 Hz. akan memberikan efek optik yang menarik.
Revisi utama ke sirkuit ini untuk menghindari bencanamelibatkan mengisolasi sepenuhnya sumber PWM dari driver MOSFET, seperti: Orang juga harus berhati-hati untuk membuat pilihan komponen dengan hati-hati. BR1 harus diberi nilai tegangan untuk dengan mudah mengambil tegangan saluran puncak ke puncak. Itu juga harus dinilai melewati arus lampu dengan ruang kepala yang cukup besar, karena lampu membutuhkan arus gelombang ketika dingin, sampai mencapai suhu operasi. Diode D1 dapat berupa dioda kecil, karena hanya sedikit arus yang diperlukan untuk itu, tetapi harus memiliki nilai paling tidak untuk tegangan jalur puncak. Akan lebih aman untuk memilih peringkat tegangan dari tegangan garis peak-to-peak.
Probing sirkuit ini dengan osiloskop apa punadalah 'lingkup-pembunuh. Tidak ada ruang lingkup yang saya gunakan dapat menahan koneksi ground-nya (referensi 0V) pergi ke bagian mana pun dari sirkuit ini selain dari sumber PWM. Jika osiloskop USB Anda memiliki lembar-spesifikasi, cari dengan hati-hati batas tegangan mode-biasa . Ini memberi tahu Anda seberapa jauh dari ground sirkuit inputnya dapat menyimpang sebelum beberapa bagiannya gagal. Beberapa hanya beberapa volt. Sirkuit ini akan membutuhkan ratusan volt rentang mode umum. Selalu berasumsi bahwa referensi 0v lingkup 'terhubung langsung ke ground, dan selalu ingat bahwa sebagian besar sirkuit ini akan menghasilkan kegagalan yang spektakuler ketika ground.

Memahami bahwa lampu tungsten memiliki kenaikan temp yang besar> 3200'C dan NTC dari resistensi 10: 1 dingin ke panas, sehingga jika PWM berdenyut dengan kecepatan lambat atau terlalu cepat, Ipk dapat mencapai 10x bohlam saat ini dinilai arus atau memiliki kerugian dinamis yang besar dan FET RdsOn dengan resistensi mungkin menjadi lebih hangat dengan I ^ 2R = Pd

Perhatikan bahwa garis dan netral tidak diberi label, dan tidak ada V + atau V- di tanah tetapi kita tahu Netral setidaknya didasarkan pada di luar transformator. Dengan demikian tanpa perawatan, Anda dapat menghubungkan ground probe ke jalur yang diperbaiki alih-alih 2 tetes dioda dari netral.

Ini membutuhkan dua probe 10M yang dinilai untuk 400v dalam mode AB diferensial.

Pertimbangkan bahwa PC Anda mengorbankan diri untuk menyelamatkan hidup Anda.

Sebagai sidenote, pengukuran semacam itu dapat dilakukan menggunakan apa yang disebut hub USB terisolasi:

Ini memungkinkan beberapa kV antara PC Anda (yang biasanya di-ground dan aman untuk disentuh) dan peralatan seperti lingkup USB yang dapat menjadi hidup. Tentu saja, Anda masih harus tahu apa yang Anda lakukan (mis. Hanya menyentuh ruang lingkup ketika daya terputus dan semua tutup HV telah habis).