www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Überspannungsschutz µC


Autor: Andi C. (spex)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich wollte den Analogeingang meines µC vor Überspannungen(größer 5V) 
schützen. Hab dabei zuerst an einen Längswiderstand mit Z-Diode gedacht. 
Allerdings hat es sich herausgestellt das ich bei größeren Spannungen 
über die Z-Diode einen Spannungsverlust habe.

Vor dem Eingang ist ein Differenzialverstärker der ein Sensorsignal 
verstärkt. Die Änderung des Signals liegt im mV-Bereich wodurch ein 
Spannungsteiler auch nicht so ideal wäre.

Hab jetzt an eine SCHOTTKY-Diode wie z.B. BAT42 gedacht. Kann ich so 
einen Überspannungsschutz mit so einer Diode realisieren oder gibt es 
eine andere Alternative? Und brauch ich bei der SCHOTTKY-Diode einen 
Vorwiderstand?

Gruß

Autor: Gebhard Raich (geb)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja, Schottky Dioden sind hier das Mittel der 1. Wahl. Nimmst du z.B. 
eine BAT54S mit einem Serienwiderstand von ca. 1kOhm bist du auf der 
sicheren Seite was Spannungen über 5V oder auch negativer Art angeht.

Grüße

Autor: Andi C. (spex)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stimmt der obere Schaltplan?

Könnt ihr mir vllt. auch noch sagen was für ein Strom fließen darf weil 
ich bei dem Datenblatt nicht so durchblicke. Hab nämlich auch schon mal 
ein BAV99 ohne Widerstand eingesetzt was allerdings nicht so hingehauen 
hat.

Autor: Markus Müller (mmvisual)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Besser so, siehe Bild.

Das Schützt auch vor NEGATIVER Überspannung

Autor: T. C. (tripplex)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bleides, nicht ganz so gute Lösungen.
Was passiert wenn die Internen Schutzdioden früher leiten als die
extern angebrachten? ;)
Es fehlt noch ein Zweiter Widerstand der nach den Dioden folgt damit
dieser Fall verhindert wird.

Der erste Vorwiderstand ( Der erste )hängt von der Art der 
Überspannung,den maximalen Diodenstrom,maximale Verlustleistung im 
Widerstand ab.

Autor: Andreas Ferber (aferber)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Pascal L. schrieb:
> Bleides, nicht ganz so gute Lösungen.
> Was passiert wenn die Internen Schutzdioden früher leiten als die
> extern angebrachten? ;)

Deswegen nimmt man extern Schottky-Dioden, da diese eine niedrigere 
Flussspannung haben als die internen Si-Dioden.

Andreas

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andreas Ferber schrieb:
> Deswegen nimmt man extern Schottky-Dioden

...aber nur, wenn die Schaltung keinen hohen Temperaturen ausgesetzt 
ist!
Wer's genauer wissen will schaut sich in einem Datenblatt mal den 
Sperrstrom von Schottkys bei erhöhten Temperaturen an.

Autor: H. Triti (triti)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> wollte den Analogeingang meines µC vor Überspannungen(größer 5V)
schützen.
Kann mir bitte wer erklären, warum man dazu nicht einfach nur eine 5V1 / 
1,3W Zenerdiode nach Masse geben kann?
lg
Triti

Autor: Andreas Ferber (aferber)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Triturus Trit schrieb:
> Kann mir bitte wer erklären, warum man dazu nicht einfach nur eine 5V1 /
> 1,3W Zenerdiode nach Masse geben kann?

Erstmal kann die den Pegel nicht besonders gut bei Unterschreitung von 
GND begrenzen. Die Flussspannung der externen Dioden muss sicher unter 
der der internen liegen. Das ist bei Zenerdioden aber nicht gegeben, 
weshalb dann letztlich doch eher wieder die internen Dioden das Clamping 
nach unten machen würden.

Zweitens ist bei 5V1 mit +-5% Toleranz nur eine Zenerspannung irgendwo 
zwischen 4,8V und 5,4V garantiert. 4,8V wäre aber ggf. bereits zu 
niedrig und würde bei High-Pegel ständig leiten. Eine 5V6 dagegen bricht 
im Extremfall erst bei ca. 5,9V durch, da würden die internen 
Schutzdioden aber längst vorher leiten.

Drittens ist die Lösung mit den Schottkydioden im wesentlichen 
unabhängig von der Versorgungsspannung, die Begrenzung liegt immer bei 
Vcc+Vf bzw. GND-Vf. Insbesondere z.B. bei direkter Versorgung aus 
Batterien nicht ganz unwichtig.

Andreas

Autor: H. Triti (triti)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Aha. Danke sehr.
lg
Triti

Autor: Markus Müller (mmvisual)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es gibt die dafür extra die Dioden NUP1301 oder PRTR5V0U4Y (4-Fach mit 
Z-Diode integriert). Es gibt sicher noch weitere "ESD Protection" 
Dioden.

Autor: Bernhard R. (barnyhh)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mal ganz vorsichtig gefragt:
- Welche Betriebsspannung(en) hat eigentlich der treibende 
Differenzialverstärker?
- Zwischen welchen Grenzwerten bewegt sich die Ausgangsspannung des 
Differenzialverstärkers (Datenblattwerte / Werte in der realen 
Schaltung)?

Bernhard

BTW Ich halte meine Hose nicht mit Gürtel plus Hosenträgern am Platz.

Autor: Ross (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich habe diese Beitrag gefunden weil ich ein überspannungsschutz für 
meine Laserdiode gesucht habe - und dabei auf eine 5V1 Z-Diode 
gestossen.
Leider min ich kein "elektroniker" und kenne mich mit der Materie zu 
wenig aus. Kann mir hier jemand ein Tip geben wie ich eine Z-Diode 
anschliessen kann? Danke

Autor: Klaus Ra. (klara)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Andi,
eine BAT60A hat eine sehr kleine Flußspannung. Viele IC lassen nur max. 
0,5V Überspannung zu. Das könnte für viele andere Schottky etwas eng 
werden.

http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BAT60ASERIES...
https://www.conrad.de/de/schottky-diode-infineon-t...

mfg klaus

: Bearbeitet durch User
Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andi C. schrieb:

> ich wollte den Analogeingang meines µC vor Überspannungen(größer 5V)
> schützen. Hab dabei zuerst an einen Längswiderstand mit Z-Diode gedacht.
> Allerdings hat es sich herausgestellt das ich bei größeren Spannungen
> über die Z-Diode einen Spannungsverlust habe.

Der IC hat schon interne Dioden, du brauchst bloss einen Vorwiderstand 
bis 10k Ohm Quellimpedanz, zumindest wenn du nicht Kilovolt abhalten 
musst.

> Hab jetzt an eine SCHOTTKY-Diode wie z.B. BAT42 gedacht.

Zu hohe Restströme, die bis zu 100uA versaut dir an 1k die exakte 
Messung. Falls es allerdings nicht so wichtig ist....

Auch normale Dioden schützen:
[pre}
                    +-|>|- +5V
                    |
Eingang --10k--+----+--1k--| CMOS-Eingang
               |    |
              10nF  +-|<|- GND
               |     BAV99
              GND
[/pre]
denn obwohl an ihnen bis 1V anliegt, verhindert der 1k Widerstand daß zu 
viel Strom in den CMOS-Eingang fliesst.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.