Hi, ich hab ne Schaltung, deren Eingangsspannung im Bereich von 2.7V-5V liegt (5.5V absolutes Maximum) bei einer Stromaufnahme von etwa 0,2mA (200µA). Damit die ganze Sache gegen versehentliche Überspannung und Verpolen geschützt ist, hab ich mir die Schaltung aus dem Anhang gezaubert. D1 soll gegen das Verpolen sein (Reverse voltage 30V), R1 ist der Vorwiderstand für die Z-Diode D2. Soweit, so gut. Der Vorwiderstand macht mir n bisschen Kopfzerbrechen. Da die Stromaufnahme der restlichen Schaltung so gering ist, hab ich den Strom mal vernachlässigt. Im Datenblatt zur Z-Diode sind 20mA angegeben, damit Uz bei 5V liegt. Wie berechne ich nun den Vorwiderstand? Von 2.7V-5V kommt die Sache ja nicht zum Tragen, oder? Und wenn ich die maximale Eingangsspannung auf 10V festlegen will (und die Spannung über D1 ignoriere), dann hätte ich 10V-5V = 5V -> 5V/20mA = 250R. Das kommt mir aber irgendwie komisch vor :) Andersrum gesehen, wenn ich die maximal zulässige Spannung der Schaltung von 5.5V als Ansatz verwende, dann müssten die 20mA ja bereits bei 0.5V über R1 fliessen, richtig? Das wären dann 25R. Ergibt bei 10V Eingangsspannung 0,2A -> 1W -> da geht mein 1206er Widerstand dann in Rauch auf :( Laut Datenblatt gibt die Z-Diode bei 5mA 5.1V her, d.h. das wäre ja auch noch okay. Die Sache verwirrt mich jetzt, kann mir da mal schnell jemand hilfreich in die Seite treten? Ralf
>Wie berechne ich nun den Vorwiderstand? Von >2.7V-5V kommt die Sache ja nicht zum Tragen, oder? Und wenn ich die >maximale Eingangsspannung auf 10V festlegen will (und die Spannung über >D1 ignoriere), dann hätte ich 10V-5V = 5V -> 5V/20mA = 250R. Das kommt >mir aber irgendwie komisch vor :) Es ist aber so. >Andersrum gesehen, wenn ich die maximal zulässige Spannung der Schaltung >von 5.5V als Ansatz verwende, dann müssten die 20mA ja bereits bei 0.5V >über R1 fliessen, richtig? Das wären dann 25R. Auch richtig. >Ergibt bei 10V >Eingangsspannung 0,2A -> 1W -> da geht mein 1206er Widerstand dann in >Rauch auf :( Ja - und deine Z-Diode vermutlich auch ... Warum definierst du die maximale Eingangsspannung auf 5.5V und gibst dann 10V drauf? So geht das nicht! Die (ideale) Zenerdiode nimmt immer soviel Strom auf, dass der Spanungsabfall am Vorwiderstand einen Wert erhält, der es der Z-Diode erlaubt, ihre Zenerspannung konstant zu halten. Reale Z-Dioden sind nicht ganz so gut. Dimensioniere sie so, dass bei deiner max. Eingangsspannung (10V ?) die 20mA fließen. (Eigentlich zu viel - Verschwendung! Besser sind 5mA, da hat sie ja schon 5.1V, also prima!) Wenn du dann eben nur 6V anbietest, fließt durch die Z-Diode eben weniger und leider hat sie dann einen etwas geringeren Spannungswert. Wie viel sagt eine Kurve im Datenblatt. Mir ist nicht klar, was du für Signale hast. Aber unabhängig davon, ein Vorwiderstand und einen Schottky-Diode vom zu schützenden Eingang nach VCC würden reichen. Den Vorwiderstand kannst du dann so bemessen, dass bei der maximalen Eingangsspannung der Strom durch die Schottky nicht die Spezifikation verlässt bzw. die Flussspannung von 0.5V nicht überschritten wird.
> Ja - und deine Z-Diode vermutlich auch ... Warum definierst du die > maximale Eingangsspannung auf 5.5V und gibst dann 10V drauf? So geht das > nicht! Ich hab die 5.5V nicht definiert, das ist die max.Versorgungsspannung des IC :) Ich hab nur definiert, dass Versorgungsspannung der Schaltung gerne "aus Versehen" mal bis zu 10V betragen darf. Evtl. ist mein Ansatz mit der Z-Diode falsch, ich möchte einfach vermeiden, dass die Spannung für den IC das Maximum von 5V überschreitet. > Mir ist nicht klar, was du für Signale hast. Aber unabhängig davon, ein > Vorwiderstand und einen Schottky-Diode vom zu schützenden Eingang nach > VCC würden reichen. Es handelt sich nicht um einen Signalweg, sondern um die Versorgung der Schaltung. Ralf
Woher kommen die 10V? Für so ein Fall würde ich ganz einfach ein Festspannungsregler 7805 nehmen.
Jo, da es hier um die Versorgung geht einfach einen Spannungsregler rein hauen, ob jetzt 78er oder lm317 und co ist eigentlich wurscht.
Mit dem Verpolschut ist meiner Meinung nach dein Bauteil geschützt, der Rest aber nicht. Z Diode läge dann im Vorwärtsbetrieb zwischen 12V und GND da kein Widerstand Kurzschluß?
Also mal die Berechnung: max Z-Diodenstrom Izmax = Ptot / Uz = 1,3W / 5,1V = 0,254 A min Z-Diodenstrom Izmin = Izmax * 0,1 = 0,0254 A Igmax = Is + Izmax = 0,0002A + 0,254A = 0,2542A Igmin = Is + Izmin = 0,0254A + 0,0002A = 0,0256A Rvmax = (Ug - Uz) / Igmax = (10V - 5,1V) / 0,2542A ~ 19,29 ohm Rvmin = (Ug - Uz) / Igmin = (10V - 5,1V) / 0,0256A ~ 191,40 ohm Such dir die passenden aus der E-Reihe aus. Denk dran lieber ne größeren Widerstand zu nehmen, da das ja max. Werte sind. PS: Wenn die Eingangsspannung unter die Z-Diodenspannung sinkt ist da zwar noch was da, aber die Schaltung bekommt sicherlcih zu wenig ab. Weil aus 2,7V kann eine Z-Diode auch keine 5,1 machen.
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