Разрабатываю автомобильный осциллограф с гальванической развязкой (со стороны компьютера GND ПК, со стороны автомобиля GND Авто).
Прибор находится внутри металлического экрана соединенного с GND Авто.
Осцил питается по шине USB, для развязки питания использую DC/DC AM1S-0503S (1KV, 1GOm, 60pF).
Для уменьшения шума DC/DC между землями поставил конденсатор 22nF 1KV (как рекомендовали в Компоненты и технологии 4 / 2004).



Автодиагносты обычно подключают осцил к ноутбуку который все время заряжается через сетевой адаптер (на корпусе ноутбуку относительно земли обычно половина сетевого напряжения 110 V).
Когда приезжает новый автомобиль, к массе авто (обычно “-“ клемма АКБ) подключают заземляющий провод, т.е. соединяют массу автомобиля с землей осцила GND Авто. А так как на авто обычно есть статический потенциал ~1 KV, происходит резкий скачек напряжения между землями (GND Авто и GND ПК). Иногда после этого прибор подвисает (нужно передернуть USB кабель).

Для аналогичного прибора производитель рекомендует соединить GND Авто и GND ПК и заземлить их.



Но у этого способа есть один большой недостаток, если автодиагност не отключая осцил, подключит другое устройство к ПК (обычно сканер) и перепутает полярности питающего напряжения то будет КЗ (конечно это вина автодиагноста, но хочется защитить пользователя от этого).

Подскажите, пожалуйста как можно уменьшить скачки напряжения между гальванически развязанными землями?
Поможет ли резистор на 1 МОм между землями (в параллель конденсатору 22nF)?

Спасибо.

Не могли бы пояснить некоторые моменты, касательно описываемого прибора:
1) как проходят сигнальные цепи, ведь нарисованы только цепи питания.
2) оссцилограф это какой-то стандартный прибор или самодельный?

Красивые рисунки. Попытаюсь дать несколько рекомендаций.
?!! Это уже большая странность. Если это так, то с этим явлением необходимо бороться в первую очередь, ведь такое напряжение должно было бы уже давно убить пользователя ноута. Проверьте ещё раз адаптер и правильность измерений.

Статическое электричество на кузове авто - серьёзная проблема. ИМХО, нужно предпринять все возможные меры, чтобы снять его до подключения тестового оборудования. Потребует некоторой дисциплины у техника, но избавит от многих осложнений. На мой взгляд, это должно стать обязательной процедурой при подготовке авто к диагностике.
Правильно рекомендует. Более того, аппаратура, питающаяся от сети и имеющая металлический корпус (а в Вашем случае осциллограф питается через БП ноута) по ТБ обязана заземляться.
Здесь что-то непонятно. Полярность какого питающего напряжения препутает? Каким образом? В любом случае, от переполюсовки питания необходима защита везде, где такая возможность (ошибки) не исключается. Так что это никак не аргумент.

Резистор нужен в любом случае, ведь, зарядившись статикой, Ваш конденсатор в 22н представляет собой не меньшую неприятность. А как замерялась амплитуда этих "скачков"?

Это напряжение с делителя , образованного емкостным фильтром по питанию, оно же присутствует и в стационарных ПК. Непосредственной опасности для человека не представляет, ток ограничен малыми емкостями фильтра. Переферию убивает легко, и создает сильное электромагнитное излучение ,превышающее сан. нормы. Должно устраниться заземлением компа.

Спасибо за помощь.


Сигнальные цепи к авто – экранированный провод (экран провода соединен с экраном прибора и GND авто).


Осциллограф самодельный:



Да это с фильтра по питанию БП, так как их не всегда заземляют.


Я тоже хочу чтобы так было. Но на СТО народ суетливый, и часто вообще не придерживается ни каких мер безопасности.
Как Вы думаете если перед подключением прибора к авто, автомобиль предварительно заземлить на хороший контур заземления и при этом не заземлять ПК или ноут питающийся через сетевой адаптер (чего обычно не делают на СТО), то это улучшит положение?


Только на одном СТО уже было 2 раза.
Корпус ПК и масса авто соединены проводом от одного прибора. Потом диагност подключает сканнер, запихивает в диагностический разъем проводок GND сканера (зачастую у них нет нормальных разъемов), перепутывает и пихает его в +12 получается: +12 на GND ПК и через общую точку заземления на GND Авто и соответственно КЗ.


Не подскажите какой должен быть номинал резистора? Или где об этом можно почитать.
Я думаю поставить 2 резистора 1206 по 1МОм последовательно между землями.


Сам не измерял.
Диагносты брали вольтметр и измеряли напряжения между массой авто и контуром заземления.
Получалось до 1KV. Скорее всего на самом деле статический потенциал намного выше.

Добавлю. Это эту точку выводят на заземление. Если тройные розетки, то объединение (выравнивание потенциалов всех устройств, включенных в этот пилот) произойдет уже на уровне пилота.


Но испытывать на себе ток выравнивания потенциала очень неприятно.


Да.

Я решал подобную задачу, при подключении датчика, размещенного на электродвигателе, там тоже при неисправном заземлении разность потенциалов достигала 1000В. Я применил модуль от AD, с гальваноразвязкой по питанию (DC DC преобразователь) и оптической для сигнала. Это конечно дороговато, но мне надо было сделать 1 шт. всего в короткие сроки. Посмотрите в сторону готовых модулей этого производителя, и может быть сделаете что-то подобное. Точно изветсно, что там гальваническая развязка была полной, т.е. конденсатора как у вас на схеме не было. Это было проверено с помощью прибора для проверки сопротивления изоляции работающем на переменном токе (500В 50Гц) .
Возможно этот конденсатор лишний, на мой взгляд он напрочь убивает идею гальванической развязки, т.к. при разнице потенциалов через него течет ток, даже если потенциалы постоянные, то ток течет в момент их соединения.
Еще предложенние - чтобы защить вх. цепи чувствительного прибора часто применяют диодную защиту - это когда вх. соедиенен с шинами питания диодом в обратной полярности. Т.е когда напряжение на вх. выше питания оно стекает на шину. Я тоже успешно использую такую защиту. Часто можно встретить в литературе защиту на специальных диодах, так называемых защитных, которые открываются при некотором напряжении (типа стабилитрона) но я не имел опыта работы с ними.

Процедура.
Перед подключением надо землить, что соединяем.
При выключенном питании (минимум авто, а еще лучше все выключено) производим соединение.
Включаем питание.

При отсоединении процедура обратная.
PS. А авто почему не заземляете ?

Сделайте что-нибудь снижающее зависимость от "суетливости народа" , цепь заземленную к потолку подвесьте Ну или что-то пружинисто-торчащее из пола Только заземляйте это через 1 мегом.


Влом, наверно

Если бы у них в СТО были лужи и "суетливый" вспотевший народ периодически подзаряжался при касании металлических деталей, то (я уверяю Вас) никто не забудет заземлить авто.

А может лучше заряжать ноутбук от автомобильного аккумулятора?, тогда наверно все эти проблемы исчезнут, обычно адаптеры ноутбуков дают 12В, и по идее ноутбук можно включить в прикуриватель, наверно буржуи так и делают.

И вообще, это плохая идея заводить сетевое напряжение(пусть даже ввиде проходящего мимо кабеля) в устройство с автономным питанием как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения вывода устройства(авто-электроники) из строя.

Правильно.
А еще ноут может работать на собственном акумуляторе.

Я понял, что они заряжают ноут, так как осциллограф потребляет прилично, отсюда и проблема.

По USB потребление достаточно ограниченное.
Но если есть проблема, то надо как-то упорядочить процесс подключения.
По крайней мере, за ремонт ноута должен отвечать тот, кто его доканал.

Для исследования взял китайскую пьезозажигалку (длина искры ~5мм, наверное несколько KV).
Подвожу зажигалку так, чтобы искра ударила в корпус входного BNC разъема (GND авто).
Почти в половине случаев зависает центральный МК (на внешнем кварце пропадает генерация), для его перезапуска часто не достаточно выполнить аппаратный сброс (~RST на GND), нужно передергивать питание (зависает и с емкостью и без емкости между землями).
Причем МК приемопередатчика (гальванически развязан и ”находится” на GND ПК) пока еще не разу не завис, в независимости от того есть ли емкость между землями или нет.
Можно ли сделать защиту от высоковольтного импульса по земле в момент подключения к авто?
Или не морочить себе голову и написать в тех. док правила заземления.


С одной стороны да, конденсатор ухудшает параметры гальванической развязки по высокой частоте. С другой стороны уменьшает шумы DC/DC. Без конденсатора заметны иголки на частоте преобразования DC/DC.


Использую их. Но в данном случае сбой происходит при соединении земель, т.е. сигнальные провода еще не подключены.


Им лень.


Объясните, пожалуйста, почему через 1МОм?


Обычно заряжают тем который с ноутом на базаре купили.


Зачастую на СТО старые ноутбуки, с аккумулятором, который еле дышит.

Может я не удачно влезу, но у меня была проблема при работе с логическим анализатором и ноутбуком. Срабатывал запуск по триггеру. Я просто отключил третий контакт розетки питающей ноутбук, вроде и аккумулятор не надо заряжать.

Я лично ничего не понял.

Где-то около 2 кВ (судя по длине искры).


Это самое правильное.

Никого случайно не убьет (1мегом ограничит ток), а стат. заряд успеет стечь на "землю".

Спасибо за помощь.


Я правильно понял, Вы имеете виду заземлить только автомобиль через 1 МОм?

Автомобиль можно и просто заземлить, вопрос в том , как будут заземлять ваши "заземлители", и будут ли вообще . Мой совет в том, чтобы сделать уст-во, привентивно заземляющее что-нипопадя , подъехавшее к нему. А вот оно дожно иметь 1 мег - статике по барабану, а человеку спокойнее.

Всем спасибо за помощь
Ноут так и не хотят заземлять, все чего-то боятся.
Ну, хоть автомобиль начали заземлять перед подключением осциллографа.
В результате сбои прекратились (по крайней мере, за 4 дня еще ни одного не было).

У Вас, вероятно, розетки трехполюсные . А там лучше и сделать заземление.
Посмотрите еще на блоки питания ноутов (есть ли в вилках третий полюс). Это увидите визуально.

Вилки у ноутов трех-контактные, а вот после блока питания у большинства уже двух контактные.

Точно так.