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从一个项目的弯曲说一下漏电流的安然威胁以及芯片直连的严重后果_装备_流电

神尊大人 2024-12-18 05:55:56 0

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高考时,报着终年夜了有个修电视的手艺能赢利养家糊口的朴素想法报考时电子专业。

上了大学之后,虽然非常喜好电子、电路以及编程,但是又对物理充满了好奇和兴趣。

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自以为凭着满腔的兴趣能在物理上有所作为,凭着大学的成绩免考转去研究了理论物理。

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(图片来自网络侵删)

深入之后,才创造跟空想相去甚远,又重拾了老本行去研发汽车电子。

再今后,因各种机缘巧合沦为了码农,在电子设计、嵌入式开拓、做事器开拓、前端开拓等上面踟蹰前行。

阅读很广,但都浅尝辄止,甚是遗憾。

言归正传,不久前,国外的客户找到了我,提了一个需求“他们的设备通过某一个接口掌握我们的系统”。

我研究了一下,给他们供应了一个方案。
我们有一个设备经由大略的IO改动可以供应UART接口给他们对接。
将方案整理给他们,与之磋商并得到他们的认可。

于是,按部就班地设计协议,修处死式,并手工修正硬件,制作了几台样机给他们测试。

经由测试,所有的需求都得以实现,客户非常满意。

准备开始正式修正硬件,我又负责审核了一下方案,创造有两个问题:

系统泄电流

我们的系统采取桥式整流电路实现了无极性输入的功能,系统上的设备由系统电源统一供电。

由于无极性输入的功能,所有设备都是浮地的。

当系统上只有一个电源供电时,如果这个电源知足安规哀求,其泄电流足够小,不敷对用户的安全造成威胁,乃至不会被感知,也便是当人触碰到系统上的某一个设备时,不会有触电的觉得。

但是,后来设计的设备供应了单独供电的接口。

当这类设备安装系统上后被采取其它电源单独供电,那全体系统就不止一个别系电源,而还有许多个给设备单独供电的电源。
多个电源的泄电流搜集在一起,当用户触碰到系统中的某个设备时,搜集的泄电流会流过人体,对人体安全造成威胁。

多个电源的泄电流对人体造成安全威胁

所幸系统的所有设备的外壳都没有用户可以触碰到的金属部件。

而这次供应给客户的方面是设备的UART接口未经光耦的隔离连接到用户的设备。

两个设备的地是相互连上的一起的,这就意味着,n个电源搜集而来的泄电流可以流到客户的设备;

可能有几种情形,

如果客户的设备跟我们的设备一样没有有可能被用户碰撞的金属部件,则不会有安全隐患。

而如果有可被触碰到的金属部件,当被触碰时,用户就会有触电的觉得,乃至有安全威胁。

如果用户设备的外壳有接到大地,泄电流利过接地线流入大地,外壳与大地没有电势差,则也不会有触电的危险。

两个设备不是同时上电的问题

由于我们的设备和客户的设备不是由同一个电源供电,以是无法做到两个电源同时上电。

那么在两个设备的芯片与电源之间会形成潜通路:

未同时上电的两个芯片所形成的潜通路

上图所示,已上电设备将TX口设置为强推挽输出,该输出电流利过限流电流再经由未上电芯片的内部保护二极管,流入到电源,而电源一样平常会并接容量比较大的电解电容。

此时,相称于通过两个芯片的IO以及了限流电阻向大电解电容充电。

如果限流电阻很小,乃至没有限流电阻,则相称于io口的输出直接短路到地。

极大可能烧毁两个芯片。

当两个芯片的IO连接在一起时,如果这两个芯片不是由同一个电源供电,则一定要深入剖析不同时上电的问题,在两个IO口之间根据通信的波特率等接入得当阻值的限流电阻。

在芯片将IO口初始化为输出状态时,视情形做一些延时。

想到这,我赶紧跟客户发送邮件确认其设备的接地问题,

同时跟卖力硬件的同时确认限流电阻的问题。

项目到了关键韶光节点,不许可再做大的改动,我后悔在供应方案之时,没有想到这两个问题。

这也是我没有沉浸在硬件这一行所致,以是不禁发出开关的一番感慨。

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