Ноутбук загорелся от искры при подключении через USB к аккумуляторной системе

РЕДАКТИРОВАТЬ 11 октября 9:40 Центральный: я узнал от своего партнера по этому проекту, что неправильно понял порядок событий. Я отредактировал сообщение соответствующим образом.

Я работаю над специальным электрическим оборудованием для модификации автомобиля с батарейным питанием (24 В). Вся моя электроника живет внутри окрашенного металлического ящика. Недавно, после того, как ноутбук был подключен через USB к моему заказному оборудованию, ноутбук был помещен в металлический ящик, и сразу же возникла искра, и экран моего ноутбука погас без восстановления. Ноутбук работал от батареи, а специальное оборудование было включено.

Точно не знаю, где искра. Это могло быть на металлическом корпусе ноутбука или на большом стыковочном порту данных/питания в нижней части ноутбука (DELL Precision m4800).

Об электронике:

  • Специальная электроника работает при напряжении 24, 12 и 5 В и питается напрямую от автомобильного аккумулятора с преобразователями постоянного тока.
  • Вся специально добавленная электроника имеет общую землю, которая является отрицательной клеммой основного аккумулятора 24 В.
  • Я выбрал свое «функциональное заземление» для экранирования Ethernet и т. д. в качестве рамы коробки/транспортного средства.
  • Все специально добавленное оборудование находится в металлическом ящике, который электрически соединен с рамой автомобиля (моя функциональная земля). Между рамой автомобиля и минусовой клеммой аккумуляторной батареи имеется сопротивление 500 кОм.
  • Транспортное средство движется на резиновых колесах, в помещении, по пластиковому полу, похожему на окрашенный.

Я не понимаю, что вызвало эту искру с достаточной энергией, чтобы сломать мой ноутбук. Как могла образоваться такая разрушительная разность потенциалов между металлической коробкой и корпусом/внутренностями ноутбука?

Самое главное, как я могу безопасно предотвратить это снова?

Спасибо за любую помощь и отзыв!

РЕДАКТИРОВАТЬ: Недавно обновленное изображениеСхема системы

Ноутбук работал от батареи или от розетки?
Хммм... 500000 Ом между устройствами на 12 В довольно математически похоже на то, что они вообще не подключены. Сопротивление соединения и заземления должно быть как можно ближе к 0 Ом. Тем не менее, из вашей диаграммы видно, что вы коснулись внешнего (заземляющего) разъема корпуса вашей электронной коробки, и хотя простой статический удар был хорошим способом поджарить ПК в 80-х и начале 90-х годов, на самом деле это довольно редко жарить таким образом в эти дни, так что вы, вероятно, сильно встряхнули это дело.
Я сделал ошибку и отредактировал свой пост с правильным порядком событий. Что касается сопротивления, я думал, что сопротивление между рамой транспортного средства и отрицательным аккумулятором было мерой безопасности, чтобы предотвратить катастрофу, если какой-либо положительный провод оборвется и коснется рамы.
В большинстве автомобилей отрицательная сторона аккумуляторной батареи прочно соединена с рамой автомобиля.

Ответы (2)

Было ли это просто накопление статического электричества на транспортном средстве?

Крайне маловероятно, потому что USB-порты ноутбуков имеют чипы защиты от этого.

Но они обычно подключают экран USB напрямую к GND с сопротивлением, близким к нулю.

Следующий сценарий кажется более вероятным:

  • Экран кабеля USB подключен только к +24В (или +12В). Это поставило бы ваш металлический корпус на то же напряжение, что и резистор 500k, не возражал бы.
  • При подключении ноутбука экран USB перемыкается с линией заземления USB , которая имеет нулевое напряжение (из-за подключения к автомобильной электронике).
  • Теперь внутри вашего ноутбука пропало напряжение +12 или +24 вольта , прожигая следы и, вероятно, оставляя весьма заметный след заноса.

Вы могли бы предотвратить это (или, по крайней мере, заметить сгоревший предохранитель), подключив металлическую коробку напрямую к GND автомобиля. Есть изолированные интерфейсы USB, но большинство более дешевых поддерживают только полную скорость.

Я сделал ошибку и отредактировал свой пост с правильным порядком событий. Итак, экран USB компьютера будет подключен к металлическому корпусу ноутбука? Я подключался к плате STM Nucleo, у которой экран USB подключен непосредственно к земле. Значит, это поставит мой корпус ноутбука на потенциал земли, верно? Как тогда может быть такой большой потенциал между землей и металлической коробкой с достаточной токопроводящей способностью, чтобы вызвать искру?

500k достаточно, чтобы предотвратить накопление статического заряда между схемой и рамой, статические заряды накапливаются со скоростью менее микроампер, но ничто не мешает всему транспортному средству получать заряд, пока колеса и поверхность, по которой он движется являются хорошими изоляторами - на самом деле то, что они являются изоляторами, является необходимым условием для создания статического электричества. Нередко накапливаются заряды в десятки киловольт, и если перед тем, как транспортное средство соприкоснется с чем-либо еще, не будет механизма разрядки, он разделит этот заряд при первом контакте - вы бы получили удар, если бы коснулись это до того, как шнур сделал.

Для тележек, используемых в средах, чувствительных к электростатическому разряду, таких как производство электроники, доступны разгрузочные ремни и цепи, но если напольное покрытие является хорошим изолятором, это не поможет. (несколько десятилетий назад была мода на то, чтобы эти вещи свисали с задней части автомобиля). В таких ситуациях используются (слегка) проводящие напольные покрытия (эпоксидные смолы/уретаны/пленки). У вас может быть подпружиненный контакт, который разряжает транспортное средство, если оно входит в стыковку в известных местах, прежде чем что-либо еще с ним свяжется.

Ноутбук загорелся от искры при подключении через USB к аккумуляторной системе
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v