オシロスコープのフックアップがRCDをトリップさせたのはなぜですか？

電力線メーター（電圧、周波数、アンペア、ワットを測定する典型的なモデル）のSPIインターフェイスを調査しようとしました。

モジュールを開いたところ、SPIピンが壊れていました。そこで、メーターとオシロスコープを接続し、オシロスコープのプローブをCLKピンに、プローブのグラウンドをGNDピンに接続しました。

GNDピンを接続してから1〜2秒後に、デバイスICのキャップがオフになり、プロパティのRCDがオフになり、リセットする必要がありました。

私は何を間違えましたか？これはどのようにRCDを破壊しましたか？

オシロスコープのプローブグランドはアース（0V）に接続されています。パワーメータの「グランド」は実際にはグランドではない可能性があります。ボードの「接地」は実際には中性線または線間電圧にある可能性が高いため、RCDが検出した中性線と接地または線と接地の間に回路が作成されます。しかし、ボードの回路図がないと、デバッグが難しくなります。

回路をデバッグするには、差動電圧プローブが最適です。そうでない場合、プローブアースは、パワーメータのアースピンに接続できます。

電子回路のコンテキストでのGNDは、通常、その回路内のものを測定する基準レールを参照します。それは浮いていて孤立しているかもしれません、それは本線の地球に結び付けられているかもしれません、あるいはあなたが運が悪いならばそれはどこか他の場所に結び付けられているかもしれません。外部コネクタのGNDは、ほぼ常にフローティングまたはメインのアースに接続されていますが、ドライバーを取り出して、工場のプログラム/テスト/デバッグまたは内部モジュールの接続にのみ使用されるポートに接続し始めると、すべてのベットがオフになります。

外部データ接続のないパワーメーターを構築している場合は、「回路アース」を主電源に接続するのが一般的に最も簡単です。そうすれば、回路に電力を供給するための単純なコンデンサーベースのトランスレス電源が必要になります（私はそれらの大きなキャップが何をするものかを期待しています）。電流を測定するための直列抵抗と、電圧を測定するためにニュートラルにつながる抵抗分割器。

データ接続があったとしても、このようにして、データ接続を光学的に分離したくなります。

スコープは通常、入力のグラウンドを電源のアースに接続します。フローティング入力でスコープを取得できますが、それらは一般的でなく、高価です。孤立したプローブを入手することもできますが、やはり高価です。

主電源に接続された回路アース、主電源アースにスコープグランド、結果として主電源アースから主電源に短絡します。バン。

開発中にこのデバイスをデバッグする方法は、フローティング出力絶縁トランスから給電することでした。これが完了すると、短絡を引き起こすことなく回路のグランドをスコープに接続できます。

小型のAC電源デバイスは、ライブまたはニュートラルをGND（DCグランド）に使用できます。

おそらくAC配線には、活線、中性線、および保護アース（PE）線があります。ニュートラルはPEと同じポテンシャルではない可能性があります（ライブは明らかにそうではありません）。

RCDは、活線に流れる電流と中性線に流れる電流（同じである必要があります）を比較します。両者が一致しない場合（つまり、一部の電流がPEに流れている場合）、RCDはトリップします。

オシロスコープはおそらくDC GNDが電源を介してPEに接続されている（特別に完全に絶縁されたスコープも利用可能です）。スコープのGNDをメーターのGNDに接続すると、おそらくPEがライブまたはニュートラルに接続され、RCDが作動します。

写真は、デバイスがトランスレスの電源設計を使用していることを明らかにしています-トランスの欠如からかなり明白に、さらに、簡単に認識できる黄色の「X2」コンデンサと、代表的な上部PCBの右側のコンポーネントのグループそのタイプの電源で通常使用されるものの。デバイスが内部回路への（非絶縁）外部電気接続を提供しない場合、電源の「接地」レールはアース/ニュートラル電位である必要はなく、このデバイスは実際にそのようなものを使用しているように見えます「フローティング」接地レール。

通常のように、オシロスコープの入力「アース」はアースに接続されており、オシロスコーププローブの「アース」をデバイスの「アース」に接続すると、その「フローティング」レールがアース/ニュートラルに効果的に短絡していました。

プローブを取り付けた後、アース線を接続する前にスコープを監視した場合、プローブに大きな電圧がかかっていることに気づいたことでしょう。

電源の具体的な設計を知らずにすぐに明らかにならないのは、ICが損傷した理由です。おそらくこれは、回路の「グランド」が単にアクティブラインに接続されている場合ではありません。電源回路をたどって、グランド接続が経験した結果にどのようにつながったかを正確に確認することは、興味深い演習になります。

「GND」が何であるかを想定しないことが、明確で重要なレッスンです。これはどのような状況でも当てはまりますが、このタイプの電源が機能している場合はなおさら重要です。完全なチェックではありませんが、一部の単純なメーターチェック（切断時の導通チェック、および電源供給時のAC電圧とDC電圧の両方）は、既知のアースと「疑わしい」アースの間で常に価値があります。そして、先に進んでオシロスコープのプローブを接続した場合は、そこで予期しないことが起こっていないことを確認することも価値があります。