一:常见疑问术语
1.1 示波器被烧了,测试的电源板炸了
1.2 把示波器的电源三脚的地那端拔掉?
1.3 隔离变压器是什么?
1.4 上述操作可以用差探头实现,差分探头是什么?
二:实际案例失误操作
2.1 炸机的背景
最近弄了个200w的开关电源,前期调测给开关电源共电时,都采用了隔离变压器,调试还比较顺利,前天客户催的比较紧,慌忙中忘记使用隔离变压器,开关电源直接插到220v市电上,示波器也是直接插到220V市电上,然后用示波器测试开关管的VDS,看反射电压是否超标,结果电路板炸机了。
2.2 示波器测试点电路原理图
2.3 炸机实物图
板子上,RS1、RS2、RS3电阻烧黑了,相连的铜皮,部分烧没了,整流桥GBU1010烧坏,如果把GBU1010分开画成独立的二极管,如下图,发现D3短路了
三:原因分析
3.1 简化电路
网络GND,表示初级整流后的参考地,PE表示保护线,即地线。
- 1.就是零线和地线在变电站附近是连接在一起的。这句话的意思是,地线是可以与火线形成回路的。我们现在的市电,一般是一根火线,一根零线,在很早之前,为了节省成本,只用一根火线,没有零线,用大地作为回路使用,因为这种方式不稳定,且效率低,所以后来放弃了。
- 2.示波器的夹子(地)是与插头的PE连接在一起的。
- 3.简化电路(分析都如下图所示,至于怎么从最原始的图简化而来的,需要费点时间,可以跳过)
3.2在没有接示波器时
- 在没有接示波器时,交流电的正半周期电流流向:
- 在没有接示波器时,交流电的负半周电流流向
3.3在有接示波器时
- 当示波器表笔接入后,电流的正半电流流向:经过D1后,一部分经过零线回后,一部分经过示波器的地线回流,因为地线也有电阻,此时,不会出现D3,RS1,RS2,RS3烧坏的情况。
- 当示波器表笔接入后,电流的负半电流流向:电流经过示波器地线,RS1,D3,然后到火线了,因为RS1是采样电阻,阻值非常小,相当于零线和火线之间只有二极管D3,电流太大,那么此时,D3,RS1直接烧坏了(相当于电源的火线和示波器的地线相连接,配对成功,相当于大电流流过,而示波器夹地夹子充当导线,大电流流经示波器内部,炸!!!)。
四:解决办法(本文绝对重点)
- 示波器的夹子是与排插的保护地PE连在一起的,当夹子接到Q4的S极时,如上述,D3,RS1烧坏。
4.1此时有四种解决办法:
1.示波器的供电采用隔离变压器。
(示波器功率一般50-100W)
2.示波器的供电线采用两脚的,即接地脚拔掉。
切断了示波器的电源地线。缺点是探头接好后,示波器上所有裸露金属部件全部与被测电路等电位,有触电危险。
3.示波器差分探头,好用方便但价格就是贵。
缺点就是贵,1000元一条以上。
4.开关电源板子采用隔离变压器。
反正示波器或要测试的板子不要接地。
4.2 为什么要用上面办法?
- 示波器的每个输入通道探头(普通探头)都有两个需要连接电路的部位,一个是探头前部的探针,被测信号从这里输入,不解释;另外一个就是探头附带的接地夹,用于使被测信号与机内测量电路共地。
- (全文最重点的这段话)
1.用万用表测一下就会发现,双通道的示波器,两个通道的接地夹是通的
2.不仅如此,接地夹与电源插头的接地脚也是通的。
3.也就是说,非隔离的示波器在测量时,会将被测电路接入真正的大地。
4.这对于隔离供电的浮地设备来说一般问题不大,而对于直接与市电不隔离的电路来说问题就大了。
5.比如你测量电源插座里的220v交流电,那么接地夹如果挂在零线上,则零线通过示波器探头、示波器电源线与地线短路,会使漏电断路器跳闸;
6.如果接地夹挂在火线(电源板的供电端)上,那么就会非常刺激,各种火花、各种跳闸不说,还有可能损坏示波器探头和示波器本身。- 这里老是提到隔离变压器,下面再说隔离变压器的作用,以及为什么不容易电人
五:隔离变压器
想要了解隔离变压器为什么不电人,首先要了解触电是怎么发生的。以家庭用电为例,我国在普通家庭供电系统中,入户一般有两根电线,分别是火线(L)和零线(N)。火线一般为棕色或者红色,是带有交流电的电线。零线是一个接地的电线,不带电压。简单如下图所示:
上图可以简单理解成:火线带220V电压,零线由于接地线,不带电压,当电路开关合并时,整个电路形成回路,所有电路上面都带有220V电压。
5.1 触电是如何发生的
当人体站在大地上(大地是可以导电的),接触到形成回路的带有220v的电线时,电流就会经过人体,通过大地形成回路,人体也会带220V电压,这个电压远远超过人体能够承受的极限,就发生了触电事故。如下图所示。
5.2 为什么隔离变压器不会触电?
隔离变压器在设计时采用了绕组之间的电气隔离,使得输入端的电流无法直接流入输出端。隔离变压器的输入绕组和输出绕组之间通常设置有一个绝缘壳体,起到隔离作用,使得输入端和输出端的电路完全隔离。使用了医用隔离变压器的简化版如下图所示:
- 通过隔离变压器出来的两根电线,两端不接地线,由于无法通过大地连接,形成回路,所以单独触摸任何一根电线时,不会发生触电。但是如果同时触摸两根电线,电路形成回路,并且带有电压,也是会发生触电的。
- 总结:判定电不电人,触电与否,主要看两点:电路是否会形成回路,以及电路中是否带电压。
以上,完,欢迎评论区补充