开关：我确实关了，但我只关了一半

之前在HC32开发笔记里记过一次J-LINK斩杀电脑的事件，当然根因并不是J-LINK的问题。最近也把隔离变压器搞上了，有些细节当时没想明白，现在简单梳理一下。

1. 兄弟明明断电了，怎么还炸了？

板子220V供电，我们用的两脚插头不分零火，线上串了个船型开关。船型开关是单极的（谁家好人船型开关断一头的。。。），拨到“关”的时候只会切断其中一根线。插头插哪个方向是随机的，所以这个开关断的是火线还是零线，全看运气。

假设火线从插头进来，那将一路畅通无阻挂在电控板的GND铜皮上（补充，板子结构就是交流电->整流桥-IGBT升压->隔离变压器->分压），整板“地”对大地接近220V（可能是310V）。又因为零线回路被切断，板子不工作、灯不亮，从外面看和“彻底断电”没有任何区别。这时候把烧录器的GND往板子上一夹，电脑USB的GND是真正接大地的，两边一接，等于把火线直接怼进南桥。烧录器、电脑主板、板子电源，完成三杀。

火线 → 整流桥二极管 → DC- → 烧录器GND → 电脑USB GND → 大地 → 电网零线（形成回路）

2. 关于隔离变压器

事后大家的结论是“搞个隔离变压器”。这之前也有用过，但我一直没细想它到底防的是什么，这次上手测了一圈。

隔离变压器的初次级之间没有电气连接，能量全靠磁耦合过去，次级对大地是“悬浮”的。这带来一个关键区别¹：

这样的话就算插头又插反了、开关只断了零线，故障也只停留在隔离变压器初级回路，次级侧的板子不会跟着被抬到220V。火线传不过铁芯，实现物理层面的隔离。而且次级是浮空的，虽然去测量单极对地会有感应电，但是感应电不是工作电，没有负载能力，对地无电流，只要不要两只手同时触碰次级两根线，就无法建立有效回路，就不会挨电啦。

3. 次级测出几十伏，漏电吗？

变压器到手验证了下。万用表测次级两根线之间，电压正常。顺手又测了一下单根线对大地，两根线对地表上都跳出来100多伏。

有点不太理解，不是应该单端没电吗？查了一圈资料，应该属于正常现象，是感应电，本质是共模电压：

• 差模电压：两根线之间的电压，比如24V，能带负载，这是正经输出；
• 共模电压：任意一根线对大地的电压，几十伏不定，有电压没电流，带不动任何负载。

电压来源是初次级之间的分布电容。绕组虽然物理隔开了，但挨得近，中间只隔一层绝缘，等效于一个很小的电容。初级的交变电场通过这个寄生电容耦合到次级，让整个次级对地悬浮在一个不定的电位上。因为容抗很大，能供出的电流只有微安级，伤不了人也伤不了设备。

4. 在没有测试点的情况下，如何判断开关断的是零还是火？

搭了新的调试台，但插头还是两脚，开关也还是单极，而且开关和变压器初级都焊死封在绝缘层里，没有裸露金属可以下表笔。

虽然搭用上了隔离变压器，还是希望能够安全断火线。找到了一支电笔，发现电笔隔着绝缘皮也能有反应，可能是火线里是50Hz的交变电流，周围有交变电场可能？电笔的探头是块金属感应片，零线对地基本没有电压差，电笔没反应。经过测试发现：

1. 电笔凑近开关前的线段（插头到开关）。亮，正常，这段不管开关什么状态都带电；
2. 再凑近开关后的线段（开关到变压器）。不亮，说明断的是火线，安全；还亮，说明断的是零线。

这只电笔是红绿两档，红灯强信号基本就是真火线，绿灯弱信号可能只是感应电，模棱两可。这时候用对比法最稳：拔下插头转180度重插，再测一遍，应该是不同的效果。测完后拿记号笔在插头上做个标记，以后固定按这个方向插，让开关永远断火线。这样比较安全。

参考资料