示波器接地良好,反而容易炸機?
一、用錯電源線(xiàn)導致炸機
有些工程師朋友們經(jīng)常用示波器測試板子,板子上電之后,示波器的探頭就炸了!
這有可能是因為用示波器探頭測量市電整流后的310V電壓,電源線(xiàn)是3芯帶接地的電源線(xiàn),而一般實(shí)驗室的插座都是已經(jīng)良好接地的。
示波器本來(lái)用的是2芯(去掉接地插片)的電源線(xiàn)。普通國標插頭的最上面一個(gè)插片是接地線(xiàn),是接大地的,而市電的零線(xiàn)實(shí)際上在發(fā)電廠(chǎng)端也是接大地的??梢哉J為3芯插頭最上面的接地插片是和零線(xiàn)等同的,實(shí)際可能會(huì )根據不同負荷有3-10幾伏的電壓差。
二、原理分析
下圖簡(jiǎn)單畫(huà)了個(gè)同事用示波器測量板子的示意圖。

那么示波器按圖中接入待測電路的后,發(fā)生了什么呢?
因為3芯電源線(xiàn)最上面的插片是接零線(xiàn)的,當探頭接入待測電路后,交流電的正半周時(shí),電流流向如下圖:

上圖,交流電正半周時(shí),電流流向無(wú)異常,市電通過(guò)示波器的接地探頭回流到零線(xiàn),接下來(lái)再看看,交流電的負半周時(shí)電流流向,如下圖:

因為3芯電源線(xiàn)最上面的插片是同零線(xiàn)等電位的,可以據此畫(huà)出上圖的交流電負半周的電流流向,可以看出,市電火零線(xiàn)被短路了,火零線(xiàn)之間只有一個(gè)二極管的阻抗。再加上板子上的保險管被焊錫絲給短接了,所以出現了上面說(shuō)的炸機現象。
三、如何避免
為了避免這個(gè)問(wèn)題,我們可以用隔離變壓器供電,或者將電源線(xiàn)的接地線(xiàn)給拔掉,但這樣做可能會(huì )有以下問(wèn)題,示波器的金屬部分一般都是和3芯線(xiàn)接地線(xiàn)相連的,當你把3芯線(xiàn)的接地插片給斷開(kāi)后,如下圖:

因為接地的斷開(kāi),兩個(gè)Y電容的中點(diǎn)會(huì )帶有110V的電壓,因此當人觸摸到示波器的金屬部分會(huì )有瞬間被放電的感覺(jué)。
最好的方法是使用高壓差分探頭,前提是不差錢(qián)。而且上電測量前,如果不了解電路的話(huà),最好用萬(wàn)用表測量下待測電路的地和示波器探頭的地之間有沒(méi)有電壓差,如果測量結果不為零,則不能用示波器的地線(xiàn)直接夾在待測電路板上的地。
而且如果這樣做的話(huà),觸摸到示波器的金屬部分會(huì )有觸電風(fēng)險,因為示波器的地線(xiàn)夾和示波器的金屬部分是相連的,一旦地線(xiàn)夾夾在待測電路板上的熱地,示波器的金屬部分同樣會(huì )帶電。


四、總結
交流電源的零線(xiàn)是在變電所接地的,示波器探頭的GND是通過(guò)大地連接到遠端變電所的零線(xiàn)。此時(shí)被測設備如果沒(méi)有用隔離變壓器隔離,那么電流會(huì )通過(guò)示波器探頭GND流向大地,造成板子或者示波器的損壞。
最簡(jiǎn)單的方法大概就是2芯電源線(xiàn),這樣就不會(huì )燒板子或者示波器了。
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