Hi, wie kann ich eine Spannungsbgrenzung mit Zener Dioden realisieren. Ziel ist folgendes: Es kann vorkommen, das ich Signale bis ca. +/-15V bekomme. Diese sollen jedoch auf +/-10V begrenzt werden. Den positiven Spannungsbereich kann man ja ganz einfach (siehe z.B. Wikipedia) sperren. Aber wie geht das mit dem negativen. Danke schonmal für hilfreiche Antworten
Nimm 2 Zenerdioden in Reihe, z. B. Anoden zueinander. Die eine Z-Diode (in Durchlassrichtung) wirkt wie eine normale Diode, die andere hat den Zenereffekt. Also um möglichst genau auf +- 10V zu kommen, nimm 2 x 9,1V. MW
Das funktioniert aber aufgrund der erheblichen Kapazitäten der Z-Dioden nur gut bei niedrigen Signalfrequenze (ca. 1 MHz)für niedrige Quellenimpedanzen. Ansonsten gibt es zu starke Signalverformungen.
Ist mir noch nicht ganz klar wie du das meinst. Ich habe es so verstanden wie auf dem Bild, kann es mir aber nicht vorstellen das das so geht. Wie muss das nun genau sein? Habe leider noch nie Kontakt mit Dioden gehabt und hab deshalb auch keine Erfahrung.
Jetzt habe ich selber noch was im diesem Forum gefunden. Beitrag "Lösung für Spannungsbegrenzung" So müsste das gehen oder (Alternative I)? Was würde eurer Meinung nach für den Einsatz einer Z-Diode sprechen und was für einen Spannungsregler?
Die Varianten aus dem Beitrag "Lösung für Spannungsbegrenzung" funktioniert nur mit Signalen > 0V. Du wolltest aber +/-15V auf +/-10V begrenzen und da war dein Vorschlag von 16.17 Uhr (bzw. v. Michael Wilhelm) schon richtig. Musst hal nur den Einwand von Bernd Gansert mit deinen Anforderungen abklären. Zur Funktion: in Sperrichtung liegen an der Z-Diode die Z-Spannung, in Duchlassrichtung verhält sie sich wie eine normale Diode. Die 9.1V+0,7V geben dann in jede Richtung die Begrenzung an. Bei pos. Spannungen arbeitet D1 als Z-Diode, bei negativen D2.
Hhhhmmmmm, war die Zeichung die ich eingefügt habe so ok um das Signl auf +/-10V zu beschränken? War mit da ja nicht sicher.
OK, dann einfach zwei Dioden mit einer Nennspannung von 10V nehmen, oder wie wirkt sich da die typischen 0,7V aus? Wäre dann nicht eine Zenerdiode mit 11V besser?
Das wirkt sich so aus daß die Spannung, die das Gebilde (2 antiseriell geschaltete Z-Dioden) begrenzt sich zu 10V (Z-Diode in Sperrrichtung) + 0,7V (Z-Diode in Durchlaßrichtung) = 10,7V berechnet. So gesehen wären eher 9,3V-Z-Dioden ideal, die Dinger gibt's allerdings nur mit genormten Werten wie z.B. 9,1V. mfg Lötlackl
Und die 9,1V habe ich (und auch andere) deshalb vorgschlagen, weil dann zusammen mit den 0,7V das was du durch die Begrenzung auf 10V vermutlich schützen willst, auf jeden Fall nicht über die 10V hinausgehen. Da hast du ja dazu keine Angaben gemacht. Benötigst du exakte 10V, sieht es vermutlich etwas komplizierter aus.
Genau +/-10V müssen es nicht sein. Das Bauteil dahinter sollte keine höheren Spannungen als +/-11V bekommen. Danke für eure hilfe.
Habe mir jetzt eine passende Z-Diode mit einer Sperrspanung von 9,1V herausgesucht. Aber wie muss ich den Widerstand Rv dimensionieren, da mein Eingangssignal nicht konstant ist?
Es gibt auch Dioden, wo bereit 2 antiserielle Dioden integriert sind.
> Aber wie muss ich den Widerstand Rv dimensionieren, da mein > Eingangssignal nicht konstant ist? Strom den die Z-Dioden maximal abkönnen: Datenblatt Maximale Spannung die am Widerstand abfällt: 15 V - 9,1V - 0.7V = 5,2 V Unter der Annahme, dass der Eingangsstrom in den nachfolgenden Teil der Schaltung vernachlässigbar ist, ist der Strom den die Z-Dioden abkönnen der selbe, der maximal durch den Widerstand fließen darf. -> Rest Ohmsches Gesetz (und einen Sicherheitsfaktor draufschlagen)
>Es gibt auch Dioden, wo bereit 2 antiserielle Dioden integriert sind. Die kannst du auch nehmen - sind aber wohl seltener (Vishay DZ23 Serie). Ich wollte nur darauf hinweisen, dass es schon Z-Dioden sein müssen, sonst ist die Schaltung wirkungslos. >Strom den die Z-Dioden maximal abkönnen: Datenblatt Da normale Z-Dioden schon noch eine deutliche Spannungsabhängigkeit vom duchfließenden Strom aufweisen, solltest du auch den entsprechenden Kurven in den Datenblättern Beachtung schenken. Bei kleinen Strömen liegen sie oft deutlich unter der Nennspannung. Das heißt, dass bei kleinen Überspannungen in deiner Anwendung die Begrenzug etwas früher einsetzt. Interessanterweise haben gerade die Dioden um die 10V einen sehr deutlichen Knick. Beim Berechnen des Vorwiderstands ist natürlich auch zu berücksichtigen, was denn deine Quelle liefern kann bzw. liefern darf. Soweit ich in Erinnerung habe, können die kleinen Z-Dioden so 200-500mW, das wären dann maximal ca. 20 - 50mA Strom. Die Z-Diode arbeitet aber auch mit 1mA und darunter noch prima im Arbeitsbereich. Zu hohe Ströme haben auch den Nachteil, dass der Halbleiter warm wird und sich deshalb die Z-Spannung verändert (nur 5.1V Dioden sind hier weitgehend temperaturunabhängig).
>>Es gibt auch Dioden, wo bereit 2 antiserielle Dioden integriert sind. >Die kannst du auch nehmen - sind aber wohl seltener (Vishay DZ23 Serie). >Ich wollte nur darauf hinweisen, dass es schon Z-Dioden sein müssen, >sonst ist die Schaltung wirkungslos. P6KE Ich weiß nur nicht obs den Typen auch als 10V gibt. Und mann muss aufpassen die gibt es Uni- und Bidirektional.
Also das Eingangssignal kann zwischen 5V und 40V schanken. Was meint ihr mit dem Strom? Das was ich begrenzen will ist doch nur ein Signal. Ausgewählt habe ich folgenden Baustein: BZX84C8V2LT1 http://www.ortodoxism.ro/datasheets2/0/0113hha98du019z9gdc0yzoa9jky.pdf Also was würdet ihr hier für einen Widerstand vorschlagen?
Gast wrote:
> Also was würdet ihr hier für einen Widerstand vorschlagen?
Ich würde einen möglichst bunten mit vielen verschiedenen Farbringen
empfehlen, der auch von der Grundfarbe her mit der Platine optisch
harmoniert :)
Lieber Gast (Gast), wenn Du schon keinen popeligen Vorwiderstand
berechnen kannst, wie soll das dann mit der nachfolgenden Schaltung
werden? Ich ahne schon Deine nächsten Fragen, wieviel Watt soll der
Widerstand abkönnen und wie herum wird er eingelötet.
Ich muß hier aber auch mal jemanden loben, nämlich HildeK (Gast), deren
Beitrag ist fundiert, korrekt und vor allem in fehlerfreiem Deutsch.
Danke!
Mist habe keine mehr in Bunt....dann muss ich den wohl noch bemalen....echt sinvoller Kommentar. Also ich wollte das mit folgender Formelberechnen: Rv,min = (Ue,min - Ua)/(Iz,min + Ia,max); Rv,max = (Ue,max - Ua)/(Iz,max + Ia,min); Iz,min = 5mA Iz,max = 20mA Wie von Norgan vorgeschlagen wähle ich Iz und Ia identisch. Ue,min = 1V Ue,max = 15V Ua = 10V Daraus folgt: Rv,min = kann ich nicht berechnen, was soll Ue,min sein? Rv,max = 125Ohm Laut dieser Rechnung komme ich auf einen Widerstandswert von 125Ohm. Würdet ihr mir den Wert so nehmen, oder solle da irgendwie noch Toleranzen etc. rein?
Es wäre schon mal schön, wenn der OP sich auf einen Spannungsbereich festlegen würde. Zuerst: > Es kann vorkommen, das ich Signale bis ca. +/-15V bekomme. Später: > Also das Eingangssignal kann zwischen 5V und 40V schanken.
> Also das Eingangssignal kann zwischen 5V und 40V schanken.
Das ist mir auch aufgefallen, das diese Aussage falsch ist. Zuvor wird
das Signal mit einem Operationsverstärker entsprechend verstärkt. Also
sollte der Spannungsbereich bei ca. +/-15V liegen.
Hi Wenn du das Signal vorher sowieso verstärkst, warum machst du dann nicht die Begrenzung gleich mit? Bei einem invertierenden Verstärker reichen 2 Z-Dioden in Reihe (Anode an Anode) parallel zum Rückkopplungswiderstand. Bei 9,1V-Dioden begrenzt du auf ca. 9,7V. MfG Spess
Weil ich nicht wusste das sowas geht. fällt dann der Vorwiderstand weg?
Hi Dann brauchst du keinen Vorwiderstand!!!!!!!!! MfG Spess
Ok danke, aber der angeschlossene Verstärkungsfaktor wird da nicht beinflusst wenn er unter der sperrspannung der dioden liegen verstärkt oder?
Die Variante ist ja wirklich einfacher und wieder einer Widerstand gespart. Super, danke.
Hi Nur Grundlagen der Elektronik. Kein Problem. MfG Spess
>Zuvor wird >das Signal mit einem Operationsverstärker entsprechend verstärkt. und >Die Variante ist ja wirklich einfacher und wieder einer Widerstand >gespart. >Super, danke. Hätten wir das von Anfang an erfahren dürfen, wäre der Thread viel schneller zum Ziel gekommen ...
ich möchte Spannungen mit Hilfe eines Datenerfassungsgeräts am PC auswerten. Die Eingangsspannungen sind hierbei bis +/-10V. Es können aber durchaus auch höhere Spannungen auftreten, die ich mit einer vorherigen Schaltung begrenzen will. Die Variante von spess53 (siehe Bild) wäre denk ich auch für mich geeigent, da ich einen invertierenden Verstärker (mit Kondensator) zur Signalglättung einsetzen soll. Leider verstehe ich die Begrenzung bei der Schaltung nicht...kann mir die Funktion vielleicht jemand erklären? Vielen Dank schonmal...
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
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.