Ich habe eine Schaltung entworfen und verwende für meine Ein- und Ausgänge einen Dual Supply Bus Transceiver und einen einstellbaren Spannungsregler als einstellbaren Pegelwandler. Die Schaltung wird im industriellen Umfeld verwendet und durch Elektrofachkräfte in Anlagen verbaut, es ist aber bekannt, das jedem ein Fehler passieren kann, ich würde nun gerne meine I/Os gegen das Gröbste schützen (z.B. 24V am I/O im ein- und ausgeschalteten Zustand). Aufgrund der variablen I/O Spannung fallen meines Erachtens Lösungen mit TVS Dioden aus. Hat jemand zufällig eine Idee, wie ich am sinnvollsten meine I/Os schützen kann?
Helge schrieb: > In Industrie haben deine I/O doch eh 24V? Nein, das einzige was 24V hat ist meine Spannungsversorgung und andere Hardware im Schaltschrank.
Ich würde optokoppler nehmen, da wären z. B. 24 V an den IOs völlig egal. Und sollte die Spannung mal ungeahnte Dimensionen annehmen dann wären im schlimmsten Fall die optokoppler defekt. Wenn du dem Controller dann auch noch ein eigenes Netzteil gibst (also auch keine Masse Verbindung) dann müssten mehrere sehr schwere Fehler auf einmal passieren damit dein Controller was abbekommen kann. Eine einzelne fehlerhafte Verbindung zwischen 24V und controller wäre dann auch egal.
Lukas schrieb: > Ich würde optokoppler nehmen, da wären z. B. 24 V an den IOs völlig egal. Nun ja, dann musst du halt nur noch die Optokoppler-LED schützen. Marc schrieb: > meine I/Os gegen das Gröbste schützen Wenn für dich im Schaltschrank 24V schon "das Gröbste" sind: was ist denn "das Normalste" für deine IOs? 3,3V oder 5V oder was?
Angehängte Dateien:
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Diodennetzwerk.png
59 KB
Es gibt Diodennetzwerke für den Zweck, das hier hat Reichelt. nach GND und Vcc und dann noch eine TVS-Diode über diese Betriebsspannung, die darf dann auch 1 nF haben. Direkt auf eine GPIO ist oft nicht möglich.
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Bearbeitet durch User
Marc schrieb: > Hat jemand zufällig eine Idee, wie ich am sinnvollsten meine I/Os > schützen kann? https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tpd2eusb30.pdf https://www.ti.com/de-de/interface/circuit-protection/esd-protection-and-tvs-surge-diodes/overview.html mfg klaus
Der Schutz gegen Überspannungen ist in gewissen Grenzen ja noch einfach umzusetzen. TVS etc. wurden ja genannt. Der Aufwand steigt mit der Speannungshöhe bzw. vorhandenen Energie. Wenn ich "industrielles" Umfeld lese, finde ich den Schutz gegen Burst und leitungsgeführte HF auch nicht unwichtig. Nur so ein Gedanke...
Wie schnell werden denn da Informationen übertragen? Wenn du z.B. mit einer Datenrate von 10 Hz zufrieden bist, dann würde ich (falls es passt) ganz simple Tiefpässe aus 100kΩ und 100nF vor das IC schalten. Die schützen dann (zusammen mit den bereits vorhandenen ESD Dioden im Chip) vor Radiowellen und Fremdspannung bis mehrere hundert Volt.
Marc schrieb: > Die Schaltung wird im industriellen Umfeld verwendet und durch > Elektrofachkräfte in Anlagen verbaut, es ist aber bekannt, das jedem ein > Fehler passieren kann, ich würde nun gerne meine I/Os gegen das Gröbste > schützen (z.B. 24V am I/O im ein- und ausgeschalteten Zustand). Ihr redet alle über TVS-Dioden, im Eröffnungsthread (sieh oben) steht aber implizit, dass ein Schutz gegen Dauerüberspannung erreicht werden soll. Habe ich etwas verpasst?
Beispiel für Dich zum Umdimensionieren: Folgende Lösung wird verwendet: https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ovprot.htm Die Elektronikbausteine werden mit 5V versorgt. 24V sollen an allen Eingängen fälschlicherweise angeschlossen werden. Jeder von diesen Eingängen habe einen Eingangswiderstand von 1k vorgeschaltet. (24V-5V)/1k ergibt rund 20mA je Eingang. Die 1N4148 schaffen das schon. Die Widerstände müssen alle 0,5W vertragen. Du hast 32 IO-Eingänge. Also insgesamt fast 700mA. Eine ZD mit 5,3V 5W sollte die Energie verbraten können. Durch Dein Gehäuse müssen zusätzliche rund 20W an Wärme abgeführt werden können.
Stefan ⛄ F. schrieb: > ganz simple Tiefpässe aus 100kΩ und 100nF vor das > IC schalten. Die schützen dann (zusammen mit den bereits vorhandenen ESD > Dioden im Chip) vor Radiowellen Wenn das so einfach wäre, bräuchte man ja keine stromkompensierten Drosseln mehr...
Dan schrieb: > Wenn das so einfach wäre, bräuchte man ja keine stromkompensierten > Drosseln mehr... Verwechselst du gerade Stromversorgungs- mit Signal-Leitungen, oder wo wolltest du deine Drosseln einfügen?
Nö, geht doch um I/O bzw. GPIO. RC Kombination macht dir die Signalflanken kaputt (ist nur bei Kommunikationssignalen relevant) und wirkt bei CommonMode Störungen nicht. Da ist eine StroKo besser, die gibt es auch für diverse Signale wie USB, HDMI etc. Eine Diode sehe ich auch kritisch. Zusammen mit einer Kapazität hast Du dann einen Demodulator für AM gebaut und bekommst möglichweise Probleme beim Test mit der leitungsgeführten HF (61000-4-6). Da gilt schließlich Bewertungskriterium A. Wenn es nur um ein statisches Signal (0/1) am Eingang geht, würde ich wie oben bereits vorgeschlagen einen Optokoppler verwenden. Den aber zusätzlich mit einer Konstantstromquelle kombinieren. Dann ist es egal ob jemand da 5V, 24V anklemmt.
Dan schrieb: > RC Kombination macht dir die Signalflanken kaputt Deswegen schrieb ich: > Wenn du z.B. mit einer Datenrate von 10 Hz zufrieden bist, dann > würde ich (falls es passt) ganz simple Tiefpässe aus 100kΩ und > 100nF vor das IC schalten. Das ist eine typische Unart in diesem Forum. Man zitiert nur einen halben Absatz (oder Satz) und kritisiert dann, dass eine wichtige Info fehlt oder eine Einschränkung nicht berücksichtigt wurde. Im Übrigen kann deine Drossel nicht vor Überspannung schützen, das was aber der Kern der Eingangsfrage.
Im übrigen funktioniert Dein RC Tiefpass bei CommonMode immernoch nicht.
https://www.murata.com/en-eu/products/emc/emifil Murata hat einige EMI-Filter, z.B. die bedrahteten LCL-Dreibeiner oder auch Überspannungsschutz mit einem Varistor.
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