Загадковий випадок випадкового витоку струму

Відмова: Я вже знаю рішення цієї конфігурації налагодження схеми (і це не тривіально), і я опублікую її через деякий час, щоб інші люди могли дати свій внесок у цю таємничу історію! Я думаю, це може мати певну освіту для дизайнерів схем!

Деякі роки тому (~ 8, IIRC) я натрапив на дуже цікаву спеціальну пропозицію в місцевому універсальному магазині: кілька дуже приємних (так я вважав) світлодіодних приладів Osram DOT-IT LED за половину ціни.

Як бачите, це були невеликі прилади, що живляться від трьох батарей AAA, що охоплюють три дуже яскраві білі світлодіоди. Вся справа була включена за допомогою м'якого перемикача, який спрацьовував натисканням прозорого купола. При першому натисканні три світлодіоди включаються, а при кожному наступному натисканні один із світлодіодів вимикається. Таким чином, у вас може бути можливість вибрати кількість світла, яке вироблятиме прилад. Зовнішній корпус, окрім прозорого пластикового купола, був дуже міцним анодованим алюмінієм, задня кришка - пластикова з сильним магнітом, що дозволяло приклеювати річ до холодильника, магазину кузова автомобіля чи будь-якої відповідної металевої поверхні, яку ви можете захотіти.

Оскільки на той час світлодіодне освітлення було дуже дорогим тут, в Італії, і такі маленькі пристосування, як такі, були жахливо дорогими або зовсім хижими, я вважав, що дуже гарна ідея придбати з них десяток (я спершу спробував лише один блок, і я перевірено, що він робив дуже сильне світло і був дуже високої якості). Я мав намір використовувати їх як аварійні вогні в кожній кімнаті мого будинку та в автомобілі.

Все було добре, поки короткий темний не стався приблизно через 6 місяців. На моє велике розчарування, у 10 з 12 речей були загиблі акумулятори!

Звичайно, першою моєю думкою було "хитро м'який м'який перемикач", і я побіг за своїм мікроамперметром! Ефективно я знайшов пару одиниць, які мали надмірно високі струми витоку (~ 1 мА), але інші мали досить чесні ~ 20 мкА. Я був спантеличений.

Я замінив усі акумулятори на низьких витратах і вирішив спробувати їх ще.

Через пару місяців здивування вони знову зазнали невдачі! Я знову виміряв витік і отримав різні результати. Деякі пристрої спонсорували жахливий витік ~ 1 мА, тоді як інші були "нормальними". Більше того, я повторно перевірив два агрегати, які спочатку показали високу протікання і ... вони більше не протікали !!!

Мене надоїли, і оскільки я не мав більше часу витрачати на це питання, я все це забруднив, поклав у смітник (зрештою, у них було три приємних і дорогих білих світлодіода, і я планував врятувати їх) і забути про них.

Я знову їх знайшов пару тижнів тому, і, в несамовитій реорганізації, я подумав демонтувати пристрої та виправити світлодіоди. Тож я виявив, що внутрішня схема - це крихітна друкована плата, яка містить лише миттєвий вимикач, світлодіоди, чіп драйвера та ковпачок. Друкована плата показана на фотографіях нижче (для цікавості я спробував знайти таблицю даних для цього чіпа драйвера, але не пощастило).

Я знову перевірив друковані плати, просто заради задоволення, і я все-таки отримав хаотичну поведінку витоків, яку я спостерігав раніше, але в процесі нарешті виявив винуватця.

Здогадайтесь, що було причиною того випадкового і хаотичного витоку!

Я підозрюю, що це стосується сильного магніту (я б цього не підозрював, за винятком того, що це повинна бути цікава відповідь, або ви б не ставили цього питання). Можливо, наявність магнітного поля десь індукує струм у циклі. Чи було витоку більше, коли між проводами, що підключаються до акумулятора, було більше площі? Або це може бути струм в якомусь іншому циклі.

Ось підсумок моїх розслідувань та мої висновки щодо загадкового випадку випадкового витоку.

Коли я почав демонтувати підрозділи, мені також стало цікаво і хотілося дослідити раціональну причину цієї дивної поведінки. Мені не пощастило, поки я майже ненавмисно перемістив магніт біля напруженої плати. Амперметр підскочив до приблизно 2 мА і стабілізувався при дещо нижчому значенні.

Спочатку я думав, що це лише механічний ефект завдяки моєму поводженню з друкованою платою, але після повторних випробувань я переконався, що існує чітка кореляція між переміщенням магніту біля ПХБ і тим, що таке "застібка".

Це не був впевнений вогонь, тому що він незрозуміло залежав від орієнтації магніту та напрямку руху, а також від швидкості, з якою я рухав магніт.

Я не міг оцінити реальний механізм, але причина була зрозуміла. Взаємодія друкованої плати (і, швидше за все, чіпа драйвера) з рухомим магнітом.

Я також переконався, що засувка може статися під час переміщення зібраного блоку поблизу масивного феромагнітного корпусу, наприклад, при встановленні пристрою до холодильника. Але явище в цьому випадку було менш повторюваним і більш хаотичним.

Варіантів, які мені спадали на думку, очевидно, було два:

• індукований струм, породжений коливанням магнітного потоку, пов'язаного з певним циклом
• Ефект Холла, що порушує нормальну поведінку деяких напівпровідникових компонентів всередині чіпа драйвера

Я не можу сказати точно, хто справжній винуватець між цими двома. Остаточне рішення я залишаю експертам EE.SE, які знають більше, ніж я, щодо таких тем.

Я не можу бути впевнений, але я підозрюю, що той, хто відповідав за тестування прототипу, не проводив належного тестування, коли магніт був на місці. Насправді магніт не був вбудований у задню кришку блоків, а був наданий як доповнення в комплекті. Ви мали можливість приклеїти його до задньої кришки, оскільки одна сторона магніту була клейкою.

Я сподіваюся, вам сподобався цей маленький тизер-розум, невиразно натхненний романами сера Артура Конан-Дойла.

Цей вид симптомів пахне відсутнім резистором (або залежно від топології) резистора на воротах FET. Все добре, якщо система вмикається без перехідного режиму, який активує FET. Якщо це вдасться, все добре. Якщо ні, система замикається на деякий wierd стан, який вдається провести деякий струм.

Я помічаю, що це однобічна дошка. Це означає, що провідні отвори утримуються лише припоєм меніска з одного боку дошки, а не всередині покритого отвору і з обох боків, як на двошаровій дошці. Після достатнього механічного напруження або термічного кругообігу такі паяльні з'єднання можуть отримати розшарування. Це може бути дуже важко помітити, навіть з ювелірною лупою. Я особисто бачив, як така дошка виходить з ладу, здавалося б, випадковими способами, і візуальний огляд не виявив проблеми, хоча я шукав погані пайки. Поновлення кожного стику та додавання додаткового припою вирішили проблему.

Ще одна причина таких симптомів полягає в тому, що кнопку натискають постійно. Однак я думаю, що це не так, бо тоді світло не працювало б в першу чергу. Цей тип кнопки має позитивне відчуття клацання. Єдиний спосіб, коли ця проблема може трапитися у ваших обставинах, - якщо кнопка працювала правильно протягом перших трьох клацань, а потім застрягла при натисканні, яке вимкнуло світло. Навряд чи стільки одиниць спрацювало б за три кліки, тоді всі застрягли на четвертому, тому я не думаю, що це проблема.

Я можу придумати сценарії, коли погано розроблена схема може зафіксуватись у ненавмисному стані, коли джерело живлення блискає та підстрибує під час встановлення акумуляторів, можливо, залежно від того, натиснула чи ні кнопку. Однак усі ці сценарії негайно приведуть до роботи підрозділу. Я припускаю, що ви протестували кожен блок через щонайменше один цикл ВКЛ-ВИКЛ, перш ніж оголосити його готовим і наклеїти на стіну чи що завгодно.