客户设计的静电除尘控制器还存在一个严重的问题。
当合上电闸给主回路和控制器供电的瞬间，可控硅导通输出电压给变压器。
变压器受到电流冲击迸出"嘭"的一声巨响，且不说可能存在什么安全隐患，单是这突如其来的类似于爆炸的声音，就足以把现场人员吓上一跳。
客户尝试了各种办法，找不到问题的原因。
最后带着问题出了一些货。
一个经过失效模式分析找到的故障原因
图1. 客户设计的可控硅触发变压器驱动电路
当看到这个电路时，我凭着几年前从事汽车电子研发时积累的可靠性设计经验，
闪过了几个关于最坏情况和失效模式的问题，
1) 最坏情况下，流过光耦的漏电流是否会导致次极误导通。
2) 最坏情况下，流过R115的电流能否保证光耦次极可靠导通
3) 电路使用了+5.0V和+24V两个电源，在上下电的过程中，驱动电路是否会由于上电不同步有异常波形输出
4) 在上电过程或者DSP复位时，DSP的IO口的默认状态是否导致异常
5) 有些三极管的BE极之间没有并联电阻，流入B极的漏电流是否导致三极管误导通
6) 是否在某种电平下，推挽驱动电路中的VT118和VT117同时处于截止状态，使得C116,和C117处于高阻状态，容易耦合到干扰信号
7) 通过C116和C117隔直驱动触发变压器，驱动信号的上下跳变都会隔合到变压器线圈，导致可控硅触发，是否合理
8) 当任何一个器件损坏时，是否会导致严重的后果
...
针对这些问题，我对比各器件的规格书逐一计算、分析确认。
在排查第3个问题时，有了重大的发现。
正常情况下，可控硅关闭时，DSP的EPWM1设置为输出低，
此时光耦初级截止，次极为开路状态，+5.0V电源通过电阻R116控制VT116饱和导通，
C116和C117上的电压通过VT117放电完成之后，没有电流流过可控硅触发变压器初级，可控硅关闭。
即使DSP在上电初始化以及复位状态时，其IO口为高阻状态，漏电流通过电阻R115b泄流，VT119可靠截止，可控硅关闭。
当EPWM1输出10kHz，50%的PWM信号的触发脉冲串时，
如果PWM输出高电平，VT118导通，PWM输出低电平，VT119导通，C116和C117反复充放电，形成交流信号驱动触压器线圈，并升压到变压器次极触发可控硅导通。
其中非常重要的一点，在可控硅关闭的状态，是通过+5.0V的电源控制VT116的饱和导通维持的。
在+24.0V存在电压，而+5.0V没有电压的失效模式时，可控硅的关闭状态就不能被维持，会出不误触发的情况。
什么原因会导致这种失效模式呢？
图2. +5.0V电源电路
+5.0V的电源由+24.0V的电源经过线性稳压器78M05稳压得到。
+5.0V的输出并接了330uF的大电容，在+24.0V有电压时，78M05必须向该大电容充电，
+5.0V的电源电压必然与+24.0V的电源电压有一定的延时，可能也就us级的延时。
在这段时间内，VT116处于截止状态 ，+24.0V通过R117、V118以及C116和C117产生电压脉冲流入到变压器初线，在次级耦合出脉冲触发可控硅导通，即使是us级的脉冲也足以让可控硅导通。
一个经过精心设计的改进电路
图3. 改进电路
改进电路主要考虑了以上的问题：
1) 6N137高速光耦供电电压在4.5V-5.5V之间， 必须由+5.0V电源供电，需要三极管实现电平变换
2) 当+5.0V没有电压时，推挽三极管的输入电压必须为低
3) 当+5.0V处于中间电平时，必须保证Q3可靠导通，而Q4可靠截止，因此，在Q4的BE极并联了下拉电阻
5）推挽三极管的输出端并接了电阻R8到地，避免了电容C1、C2在触发脉冲串消失瞬间产生阻尼振荡，延长关断时间，以及避免在可控硅关闭时，电容C1、C2处于高阻状态，干扰信号串入变压器，导致可控硅被误触发
4) 光耦初级并联电阻，避免漏电流误导通光耦
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图4. 三极管推挽输出的波形
作者：物联网全栈开发
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