Hi! Ich möchte einen μC vor Überspannung und Kurzschlüssen schützen. Dabei liegt die Eingangsspannung bei 5V, es handelt sich um ein digitales Signal. Um ggf. den Kurzschlussstrom auf 0,02A zu begrenzenen würde ich am Ausgang einen 250Ω Widerstand schalten. Wie aber gehe ich mit kurzzeitiger Überspannung um? Z-Diode? Leider kenne ich mich in der E-Technik nur begrenzt aus. :) Danke!
Du möchste einen Eingang deines MCU schützen? Da liegst du schon richtig, am einfachsten einen Widerstand in Reihe für den maximalen Strom und eine Z-Diode nach GND. Bei 5V eine 5V6-Diode oder 5V1-Diode.
Der Widerstand ist schon richtig. Dahinter würde ich aber keine Z-Diode setzen, sondern am besten eine Schottky-Doppeldiode (wie z.B. die BAT54S). Einmal richtung Deiner 5V-Versorgung und einmal richtung GND. Wird die Eingangsspannung nun höher als 5V plus die die Diodenflussspannung von ca. 0,4V, leitet die Diode den Strom richtung Versorgung ab. Wird die Spannung am Eingang negativer als Dein GND, leitet Sie von GND in Richtung des Eingangs.
und da die meisten µC schon solche Dioden intern haben reicht es meist nur einen Widerstand zu nehmen, dieser sollte dann aber so dimensioniert sein das die internen Dioden nicht überlastet werden. Wenn man zu externen Dioden greift würde ich gleich einen baustein nehmen der einen kompletten Port schützen kann also 1 IC statt 16 Einzeldioden.
Thomas O. schrieb: > baustein nehmen der einen > kompletten Port schützen kann also 1 IC statt 16 Einzeldioden. > > > > Beitrag melden Bearbeiten Löschen Markierten Text zitieren Antwort Antwort mit Zitat Kannst mir welche nennen?
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Hi! Danke für eure Antworten. Bei mir siehts jetzt so aus wie auf dem Bild. Zum Filtern der 1nF-C. Passt das so? Insgesammt habe ich 8 digitale Eingänge, zu den ICs habe ich leider nichts gefunden. Habt ihr da zufällig einen Link? Grüße!
Argo schrieb: > Bei mir siehts jetzt so aus wie auf dem Bild. Zum Filtern der 1nF-C. > Passt das so? Ja, geschützt sollte der Eingang nun sein. Wie schnell sind die Signale die Du darüber empfangen möchtest? Durch die Kombination aus 1K und 1nF werden schnelle Signale stark bedämpft.
Bei diesem "Schutz" habe ich immer das Problem, daß die Überspannung in die Versorgungsspannung abgeleitet wird. Was passiert dort damit ? Ist es nicht einfach besser, eine passende Z-Diode (ich nehme gerne 4,7V wegen der krummen Kurve) hinter einen Schutzwiderstand zu schalten? Oder einen Transil, der eine "härtere" Kurve hat? Oder einen VDR? Oder das ganze an die Versorgungsspannung zusätzlich?
ich hatte mal im Forum gelesen das bei diesen ESD Test gerne 10-20nF Kerkos zw. Eingang und Masse geschalten werden. Der kurze Testimpuls mit mehreren KV bricht durch die Belastung des Kondensators auf Spannungen unter 100V zusammen und dann kann man mit einem normalen Widerstand weiterarbeiten.
Bei einem digitalen Eingang habe ich kein Problem, 100k bis 1M davorzuschalten, den Rest leiten die Dioden ab. Da gibt es eine App-Note von Microchip, wo bei einem Dimmer die Phase direkt über 1M an den Eingang geklemmt wird, den Rest besorgt die interne Diode und die externe Z-Diode für die Versorgungsspannung. Aber digitale Ausgänge sind etwas anders...
Bernd Rüter schrieb: > Bei diesem "Schutz" habe ich immer das Problem, daß die Überspannung in > die Versorgungsspannung abgeleitet wird. Was passiert dort damit ? Die Versorgungsspannung ist ja in den allermeisten Fällen irgendwie geregelt, z.B. mit dem Schaltregler von nem Steckernetzteil oder klassisch von nem 7805 hinter nem Trafo. Der Regler erkennt daß die Ausgangsspannung ansteigt und regelt runter. Fertig. Das geht natürlich nur bei kleinen Energiemengen. Bei mehr wird hier aber vermutlich der 1k-Widerstand oder die Diode vorher verglühen. Um da mehr sagen zu können, müsste der TO natürlich genauer spezifizieren gegen was für Arten von Überspannung er schützen möchte. > Oder einen Transil, der eine "härtere" Kurve hat? Die Transil hat eine härtere Kurve, aber meist erst zu spät. Schau Dir mal ne TVS/Transil an die für 5V Betrieb spezifiziert ist - die SMAJ5.0A z.B. leitet zwischen 6,40V und 7,07V 10mA. Erst danach geht es steil mit dem Strom hoch, max. Clamping Voltage ist dann 9.2V. Bis dahin ist Dein µC schon lange tot. Bedenke daß nen µC normal selbst Schutzdioden gegen Masse und Versorgung wie oben gezeigt enthält. Die sind normal klassisches Silizium und beginnen damit bei ca. 0,7V zu leiten. Wenn deren maximaler Strom überschritten wird gehen sie kaputt. Die externe Schottky fängt vorher zu leiten an (ca. 0,4V) und übernimmt so den Strom bevor was an den µC kommt. Bei der normalen Z-Diode ist das Problem ähnlich.
Bernd Rüter schrieb: > Bei diesem "Schutz" habe ich immer das Problem, daß die Überspannung in > die Versorgungsspannung abgeleitet wird. Was passiert dort damit ? Hängt das nicht von der Art der Spannung ab? Wenn z.B. ein EMI Puls in die Leitung einkoppelt gibt es da + und -. Die Potentialdifferenz ist aber "bipolar" d.h. Sie kann positiv oder negativ gegen 0V sein und ist auch nur an den Kabelenden wirksam. Da wird Sie an der Eingangsschutzschaltung kurzgeschlossen und vernichtet. Diese muss dann natürlich auch bipolar sein. Über das Netzteil kann da nichts fließen. Ein Blitz z.B. ist erdbezogen, aber die Netzteile nicht (ist schlicht verboten) und Telefonleitungen schon gar nicht. Wie also soll der Blitz einen Strom durch die Schaltung jagen? Macht er auch über EMI also masselos. Ausnahme sind direkte Blitztreffer, aber da ist dann auch die TVS Diode "nicht mehr so wichtig". 0V hat übrigens weder etwas mit Masse noch "Ground" zu tun. 0V Vss minus etc. sind schlicht der negative Pol einer Versorgung. Für Elektroniker sind Masse PE Erde usw. Begriffe aus den Schutzmaßnahmen bei Hochspannung.
Gerd E. schrieb: > Der Regler erkennt daß die > Ausgangsspannung ansteigt und regelt runter. Fertig. Die meisten Spannungsregler können nur Strom liefern aber keinen aufnehmen. Wenn die Schutzbeschaltung mehr Strom liefert als Deine Schaltung verbraucht steigt die Spannung bis auf die Eingangsspannung (der Störung) an. Gruß Anja
Anja schrieb: > Gerd E. schrieb: >> Der Regler erkennt daß die >> Ausgangsspannung ansteigt und regelt runter. Fertig. > > Die meisten Spannungsregler können nur Strom liefern aber keinen > aufnehmen. > Wenn die Schutzbeschaltung mehr Strom liefert als Deine Schaltung > verbraucht steigt die Spannung bis auf die Eingangsspannung (der > Störung) an. Da stimme ich Dir voll zu. In dem Fall braucht man noch eine Z-Diode an der Versorgungsspannung. Gruß Dietrich
Bernd Rüter schrieb: > Ist es nicht einfach besser, eine passende Z-Diode (ich nehme gerne 4,7V > wegen der krummen Kurve) hinter einen Schutzwiderstand zu schalten? Z-Diode am Eingang leitet zwar den Strom gegen GND ab, schützt aber den µC nicht, wenn er nicht versorgt ist. Dann fließt der Strom doch über die Eingangsdioden. Gruß Dietrich
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