Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Klemmspannung bei Dioden


von Helge (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
um einen Eingang eines SAMD21 zu schützen habe ich nach Schaltungen 
gesucht und gefunden, dass es spezielle ESD TVS Dioden gibt.
Was genau ist mit Klemmspannung gemeint? Soweit ich das verstanden 
hätte, wäre das dann bei mir 3.3V bzw max vom SAMD21 3.6V. Diese 
Spannungen sind bei der Bauteilsuche bei mouser aber eher in der 
Unterzahl
Ich suche für ein batteriebetriebenes Gerät eine Schutzmöglichkeit für 
einen Eingang. Der mcu arbeitet mit 3.3V und der Eingang hat den 
internen Pullup aktiviert. Der mcu Eingang hängt an einem Ausgang einer 
ebenfalls Batteriebetriebenen Kamera. Der Ausgang der Kamera, der 
überwacht werden soll liegt die meiste Zeit auf 3.3V. Mir ist nicht 
bekannt wieviel Strom der Augang verkraftet. Normalerweise ist dort eine 
LED angeschlossen. Den Zustand der LED möchte ich mit dem mcu 
überwachen.

: Verschoben durch Moderator
von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Helge schrieb:
> Ich suche für ein batteriebetriebenes Gerät eine Schutzmöglichkeit für
> einen Eingang.

Wieso brauchst du einen Pull-up, wenn du damit einen Ausgang abfragen 
willst?
Wie hoch ist die Spannung an deinem Ausgang bezogen auf den gemeinsamen 
Gnd?

Ein Eingang ist, trotz Pull-up, relativ hochohmig. Ein Serienwiderstand 
zusammen mit einer Schottky-Diode zur Ableitung von Überspannung oder 
ein Spannungsteiler löst dein Problem.
Eine TVS brauchst du gegen ESD, aber nicht, um deine Pegel anzupassen.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang schrieb:
> Wie hoch ist die Spannung an deinem Ausgang bezogen auf den gemeinsamen
> Gnd?

Sorry, 3.3V sagst du. Aber warum kannst du damit nicht direkt auf den 
Eingang des µC gehen?

von Helge (Gast)


Lesenswert?

Weil der Ausgang nur auf GND ziehen kann.

von Helge (Gast)


Lesenswert?

>Eine TVS brauchst du gegen ESD, aber nicht, um deine Pegel anzupassen.

In der jetzigen Situation liegen da ca 10cm Kabel dazwischen. Ich möchte 
das aber verlängern können auf ca 2m. Wäre da eine TVS dann sinnvoll?

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

Helge schrieb:
> Was genau ist mit Klemmspannung gemeint?

Das ist die Spannung, welche über der Diode abfällt, wenn der maximal 
zulässige Pulsstrom durchfließt.

von Helge (Gast)


Lesenswert?

Pulsstrom sagt mir jetzt nichts, aber das klingt als wenn ich dann eine 
Diode nehmen müsste mit max 3.6V?

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

Helge schrieb:
> Pulsstrom sagt mir jetzt nichts,

Das ist der böse Strom, den die elektrostatische Entladung in deine IOs 
schiebt!

> aber das klingt als wenn ich dann eine
> Diode nehmen müsste mit max 3.6V?

Nö, da gibt es keine. Die meisten haben Klemmspannungn von 5-10V. Das 
klingt viel, ist es aber nicht. Wer trotzdem Angst um sein IO-Pin hat, 
kann nochmal ein paar Dutzend Ohm in Reihe schalten.

Die PESD3V3 ist eine passende Diodenfamilie.

von Helge (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ah ok, danke!
Mit dem Suchbegriff der Dioden schlägt mir Mouser PESD3V3X1BL,315 vor. 
Klingt gut, ist leider momentan nicht erhältlich.

Ich habe im Anhang mal eine Zeichnung angehängt. Wäre das so ausreichend 
mit dem Schutz? (Mosfet in der Kamera ist nur Vermutung, eventuell ist 
es direkt an irgendeinem Chip angeschlossen, das kann ich nicht 
verfolgen.

von D00fi (Gast)


Lesenswert?

Nimm einfach eine (3.3v) Z-Diode!
Und statt 100 Ohm eher 1 k oder auch 10 k.
Das macht da alles keinen Unterschied.

von Helge (Gast)


Lesenswert?

könnte man eine Z Diode parallel zum PESD3V3X1BL,315 schalten?
Dann hätte man Schutz vor ESD und größere Spannung von >3,3V ?

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

Nein.

von Helge (Gast)


Lesenswert?

Ich frage, weil TI das in einem Filter gegen ESD und EMI so gelöst hat.

Soll ich es dann so machen wie in der letzten Skizze gezeigt, oder gibt 
es noch besseres. Für konkrete Hinweise wäre ich dankbar

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

D00fi schrieb:
> Nimm einfach eine (3.3v) Z-Diode!
Solche Dioden sind annähernd das Schlimmste, was für die Elektronik 
erfunden wurde. Die Kennlinie kann bis zu 600 Ohm "flach" werden. Da 
reicht 1mA mehr Strom und man bekommt dann 3,9V statt der erwarteten 
3,3V. Siehe auch den Beitrag "3.3V Z-Diode erzeugt nur 2.57V"

von D00fi (Gast)


Lesenswert?

> Da reicht 1mA mehr Strom

Wo sollen die bei 10k denn herkommen?
Von der treibenden Schaltung ja wohl nicht.
Das solche Z-Dioden (< 5 V) nur suboptimal sind, ist bekannt.

von Jetzt weg mit dem Troll (Gast)


Lesenswert?

Erst mal sollte man ein Schutzkonzept haben, bevor man irgendwelche 
Teile einsetzt. Wogegen soll geschuetzt werden ?

Wie ist das bisherige Schutzkonzept ?
zB Metallgehaeuse, GND = Gehaeuse.
Alle einkommenden Leitungen mit GND gehen grad am Stecker auf das 
Gehaeuse.
Alle Signalleitungen mit langsamen Signalen gehen mit 100nF auf GND, am 
Gehaeuse. Schnellere Signalleitungen, zB mit 1nF auf GND.
Zusammen mit einer 4 Lagen Leiterplatte ist das mal ein einfaches EMV 
Setup. Allenfalls nimmt man in Serie zum signal noch einen Ferrit, der 
daempft dann oberhalb 10MHz oder so.

Und nun moechte man zusaetzlich schuetzen gegen ?

zB gegen falsche Spannungen auf Signalleitungen. Da verwende ich zB eine 
LED mit einer 1N4148 antiparallel am Controller und 10k in Serie zum 
Ausgang. Die LED ist so gewaehlt, dass sie nicht leuchtet bei normaler 
Operation. zB blaue LEDs fuer Logik.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.