Servus, ich habe da eine Verständnisfrage. Ich habe öfters gelesen das man die Schottky Diode als Schutz vor Überspannung nimmt bei 5V uC Eingang. Siehe Anhang. BAV99W BAT64-4 Ich habe jetzt die gesamte Datenblätter durchgeschaut und verstehe einfach nicht wie das gehen soll. Ich finde keine Informationen darüber ab wie viel Volt die Schottky Diode leitend wird? Oder versteh ich die Funktionsweise komplett falsch. Ich dachte, dass die Schottky Diode wie eine TVS Diode funktioniert, nur halt noch schneller. Ich habe schon alles mögliche an Literatur gelesen, aber verstehe nicht, wie der Schutz funktioniert. Kann mir vielleicht einer es erklären? Gruss Micha
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Sie hat nur eine Flussspannung von 0,1..0,3V. D.h. höhere Eingangsspannungen als Vcc+ 0,2V werden nach Vcc abgeleitet, negativer als Gnd-0,2 nach Gnd. Beide Pegel sind ungefährlich für die folgende Elektronik. Mit TVS-Dioden hat das nichts zu tun.
Micha schrieb: > Ich dachte, dass die Schottky Diode wie > eine TVS Diode funktioniert Nein. Gerade bei Schaltungen mit geringem Stromverbrauch zieht Dir die Schottky Diode die Versorgungsspannung über die "MAXIMUM RATINGS". Lass es lieber.
H.Joachim Seifert schrieb: > D.h. höhere > Eingangsspannungen als Vcc+ 0,2V werden nach Vcc abgeleitet, Das kann zur Folge haben, dass manche Schaltungen, die nur sehr wenig Betriebsstrom brauchen, bereits ohne Versorgungsspannung beginnen zu arbeiten, wenn nur ein Eingangssignal ausreichender Höhe anliegt. Das führt manchmal dazu, dass eine Power-On-Reset Logik nicht funktioniert.
Na, da bin ich ja mal gespannt, welche antwort dem TO am besten geholfen hat. Ich tippe auf "foo", der das noch besser erklärt hat als ich.
Micha schrieb: > Ich habe jetzt die gesamte Datenblätter durchgeschaut und verstehe > einfach nicht wie das gehen soll. Hi Micha, vieleicht erklärt man das besser an einem konkreten Beispiel. Nehmen wir einmal an, du willst dir einen kleinen Spannungsmesser mit deinem µC aufbauen. Dazu möchtest du einen ADC verwenden. Jetzt weißt du aber nie, bevor du die Messspannung an deine Schaltung anlegst, ob diese im Bereich 0Volt(GND) - VCC(5Volt) liegt. Daher verwendest du deine von dir gezeigte Schutzbeschaltung. Spannungen größer VCC werden nach oben Richtung VCC abgeleitet, negative Spannungen gegen GND. Dabei bleibst du mit den beiden von dir aufgeführten Dioden innerhalb der max.Ratings, die im Datenblatt aufgeführt sind. Prinzipiell geht aber jede Diode, nur sollte sie eine geringe Vorwärtsspannung besitzen. Schottky-Dioden haben eine geringe Vorwärtsspannung, daher sind sie dafür gut verwendbar. Das hat aber nichts mit Schutzbeschaltungen auf Basis von Transzorp- oder Zener-Diode zu tun. Diese verwendet man für Schutzbeschaltungen für die Versorgungsspannung, deine Schaltung schützt lediglich einen Eingang. In der Praxis habe ich deine Schaltung schon oft gesehen, also nicht verunsichern lassen, das macht als Schutz eines Einganges schon Sinn. Falls jemand etwas günstigeres kennt, immer her mit den Zeichnungen ;-)
Micha schrieb: > aber verstehe nicht, wie der Schutz funktioniert. Eine Diode leitet, wenn an der Anode die Spannung positiver ist, als an der Kathode. Das ist dir sicherlich erstmal klar?
1 | ____ |
2 | +5V o-----|>|----|____|----o GND |
Bei der Schutzbeschaltung liegen an der Anode jetzt, z.B., 15V und an der Kathode 5V (-> Spannungsabfall). Die untere Diode funktioniert analog dazu, nur für negative Spannungen. Ich hoffe, das war das, was du wissen wolltest. Übrigens hat ein µC (jeder?) diesen Schutz eingebaut. Du musst nur darauf achten, dass der Eingangsstrom <1mA bleibt.
Stromverdichter schrieb: > Spannungen größer VCC werden nach oben Richtung VCC abgeleitet Das setzt zumindest mal voraus, dass entweder die Stromaufnahme der Schaltung höher sein muss, als der durch die Schottky-Diode abgeleitete Strom oder dass der Spannungsregler Strom von hinten aufnehmen und irgendwohin ableiten kann - wohlgemerkt ohne dass die Versorgungsspannung dabei ansteigt.
Wolfgang schrieb: > als der durch die Schottky-Diode abgeleitete > Strom oder dass der Spannungsregler Strom von hinten aufnehmen Ich glaube eher, du hast den Sinn der Beschaltung nicht verstanden. Es geht um den Schutz vor dem Potential, das gemessen werden soll. Der Strom wird vom vorgeschalteten Widerstand begrenzt. Und wenn du mir jetzt ausrechnest, das bei 380Volt Eingangsspannung genug Strom fließen kann, um dennoch den AVR zu zerstören, dann muss ich mich geschlagen geben. Dann haben natürlich alle meine Vorredner recht, und die Schutzbeschaltung ist schädlich;-) zumindest wenn du sie mit Drehstrom betreibst.
i.A. kann davon ausgegangen werden, dass der Innenwiderstand der Spannungsversorgung weit geringer ist als der des Eingangssignals an der Stelle mit der Schutzbeschaltung. Nur törichte Personen würden z.B. bei Akkuüberwachung die Akkuspannung direkt an den µC Pin legen. Ein Serienwiderstand (oft spöttisch als "Angstwiderstand" bezeichnet) ist Pflicht.
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Torsten C. schrieb: > Nein. Gerade bei Schaltungen mit geringem Stromverbrauch zieht Dir die > Schottky Diode die Versorgungsspannung über die "MAXIMUM RATINGS". Lass > es lieber. WEnn es so einen Eingang gibt, und die Diode dort aussen nicht am Eingangspin ist, dann übernimmt diese Funktion einfach die interne Schutzdiode. Nur hält die nicht so viel aus... G. H. schrieb: > Ein Serienwiderstand (oft spöttisch als "Angstwiderstand" bezeichnet) > ist Pflicht. Weil dann wenigstens noch die interne Schutzdiode die Überspannung auf Vcc ableiten kann. Stromverdichter schrieb: > In der Praxis habe ich deine Schaltung schon oft gesehen Es gibt dafür viele Diodenarrays mit 2 Dioden wie die oben verwendete BAV99W Stromverdichter schrieb: > Und wenn du mir jetzt ausrechnest, das bei 380Volt Eingangsspannung > genug Strom fließen kann, um dennoch den AVR zu zerstören Da gibt es die legendäre Appnote, wo ein uC-Pin über einen Vorwiderstand dirket am Netz hängt: in der Atmel AVR182 ist im Bild 1 genau die obige Beschaltung zu finden. Und auch im Bild 1 der AN521 von Microchip. Siehe im Artikel 230V unten bei den Links.
So, jetzt ist alles klar für mich. Jetzt verstehe ich es und verstehe auch teilweise was da in der Wiki steht. Danke an alle
Ralf G. schrieb: > Übrigens hat ein µC (jeder?) diesen Schutz eingebaut. Du musst nur > darauf achten, dass der Eingangsstrom <1mA bleibt. Und genau aus dem Grund verwendet man Schottky-Dioden, die haben eine niedrigere Durchlasspannung als die implizit vorhandenen Body-Dioden des Microcontrollers so daß man es komplett vermeiden kann daß überhaupt irgendein Strom über selbige fließt (das will man nämlich in der Regel tunlichst vermeiden weil man ihn in dem Moment bereits außerhalb der Spezifikation betreiben würde, das ist überhaupt nicht vorgesehen).
> Wenn es so einen Eingang gibt, und die Diode dort aussen > nicht am Eingangspin ist, dann übernimmt diese Funktion > einfach die interne Schutzdiode. Nur hält die nicht so > viel aus... Genau. Seit diese Internen Dioden standardmäßig vorhanden sind und deren Belastbarkeit klar dokumentiert ist, benutze ich keine externen Dioden mehr. Die externen Dioden sind nur bei Strömen >1mA (manchmal auch mehr) nötig, was man durch entsprechende Vorwiderstände ja leicht sicherstellen kann. Früher, als ich Elektronik gelernt hatte, waren die meisten CMOS Chips noch ungeschützt, da waren externe Dioden für alle Anschlüsse, die das Gehäuse des Gerätes verlassen quasi Pflicht.
> komplett vermeiden kann daß überhaupt irgendein Strom über > selbige fließt (das will man nämlich in der Regel > tunlichst vermeiden weil man ihn in dem Moment bereits außerhalb > der Spezifikation betreiben würde, das ist überhaupt nicht > vorgesehen). Das dachte ich auch mal, Aber inzwischen bin ich nicht mehr so sicher, ob Strom durch diese Dioden wirklich nicht vorgesehen ist. Denn z.B. im Datenblatt des ATmega48 steht einerseits unter den absolute Ratings, dass die Spannung an allen Pins maximal 0,5V über VCC bzw unter GND sein darf. Wenn ich Strom durch die Schutzdioden fließen lasse, überschreite ich diesen Wert (glaub ich jedenfalls). Andererseits steht da auch: "Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability." Also schließen sie ein kurzzeitiges Überschreiten der Werte nicht aus. Es wird auch immer wieder geschrieben, dass die Dioden bis zu 1mA belastet werden dürfen. Nur steht das nicht im Datenblatt. Das Datenblatt vom PCF8574 ist da schon deutlicher, dort sind +/-400µA erlaubt. Ich sag mal so: Wenn diese Dioden im AVR keinen Strom vertragen würden, dann wären es keine Dioden. Und dann hätten sie auch keine Schutzwirkung. Also irgend einen Strom müssen die schon aushalten können. Ich nutze die Dioden oft absichtlich. Zum Beispiel wenn ein 5V Chip einen 3,3V AVR ansteuern soll, dann kommt einfach ein 2,7k Ohm Widerstand in Reihe. Das habe ich auch schon ziemlich oft mit wesentlich höheren Spannungen gemacht, z.B. 24V mit 22k Ohm. Ist bis jetzt immer gut gelaufen - auch im Dauerbetrieb. Wenn die Summe der Ableitströme höher ist, als die Stromaufnahme der Schaltung, muss man zusätzlich noch die Versorgungsspannung schützen. Dazu reicht meist eine simple Zenerdiode.
Stefan us schrieb: > Es wird auch immer wieder geschrieben, dass die Dioden bis zu 1mA > belastet werden dürfen. Nur steht das nicht im Datenblatt. Aber in der App.-Note: Beitrag "Re: Dateneingang Lok-Decoder"
Die internen "Schutzdiode" sind meist auch nur parasitäre Pfade über das Substrat und können so an andere Schaltungsteile koppeln. Bei alten CMOS ICs war der Pfad auch schon drin, das Problem war aber, dass teils schon recht kleine Ströme reichten um einen Latchup auszulösen. Bei modernen ICs braucht man dafür deutlich mehr Strom, sofern man es überhaupt noch schafft, bevor was anderes kaputt geht. Die Externen Dioden machen schon noch Sinn, denn sobald ein nennenswerter Strom über die internen "Schutzdiode" fließt, kann die Funktion des ICs bereits gestört sein. Solange der Strom klein bleibt, geht das IC davon noch nicht kaputt, aber andere Funktionen, insbesondere analoge Funktionen auf benachbarten Pins können bereits fehlerhaft arbeiten. Schottky-diode nimmt man da halt gerne ggf. wegen der kleinen Flussspannung. Das Problem mit der Speisung der Schaltung über die Dioden ist unabhängig davon ob man externe Dioden oder die im IC nutzt.
Die Schutzdioden der ICs sind ja aus der gleichen Technik wie das IC aufgebaut. Meist Silizium also ca. 0.7V Spannungsabfall in Flussrichtung. Die Schottky-Dioden sind Metall-Halbleiter-Dioden. Diese haben zum einen eine kleineren Spannungsabfall in Flussrichtung von ca. 0.3V und sie sind "schneller", da auf dem Übergang weniger Ladungen liegen, die ausgeräumt werden müssen. Sie schalten damit schneller durch und lassen so einen viel kürzeren und kleineren Impuls in die Schaltung. Also, bei entsprechender Umgebung, wie z.B. einem Eurorack Synth sollte die Schutzschaltung deine digitalen Eingänge vor z.B. den 10V analogen Steuerspannung für die Tonhöhe schützen. Man muss sich halt immer fragen, vor was man die Schaltung (bzw. sich selbst (?)) schützen will.
Wolfgang R. schrieb: > Aber wie schützt man das Forum vor 7 Jahre alten Threads? Ich hatte mal vorgeschlagen, alte und uralte Threads statt dem orangenen Betreff-Balken mit einem dunkelgrauen (oder welche Farbe auch immer) auszustatten, so dass zumindest ich nicht immer erst am Ende feststellen muss, dass wieder eine Leiche ausgegraben wurde.
HildeK schrieb: > Ich hatte mal vorgeschlagen, .... Wer die fette rote Schrift übersehen möchte, der ist auch durch einen farbigen Balken nicht aufzuhalten.
EAF schrieb: > Wer die fette rote Schrift übersehen möchte, der ist auch durch einen > farbigen Balken nicht aufzuhalten. Soll ja auch eine Hilfe für mich sein, dass ich mir das nicht mehr näher anschaue. Ja, ich weiß, ich könnte als erstes auch aufs Datum schauen ...
EAF schrieb: > Wer die fette rote Schrift übersehen möchte, der ist auch durch einen > farbigen Balken nicht aufzuhalten. Die sieht man aber erst, wenn man bis zum Ende runtergescrollt hat...
Matthias Stolt schrieb: > Diese haben zum einen eine kleineren Spannungsabfall > in Flussrichtung von ca. 0.3V und sie sind "schneller" Beides trifft nicht auf alle Shottky Dioden zu. Insbesondere bei den größeren Modelle für Ströme ab 1A.
Matthias Stolt schrieb: > Diese haben zum einen eine kleineren Spannungsabfall in Flussrichtung > von ca. 0.3V Und du meinst, dass deshalb z.B. im Datenblatt der BAT64 als Forward voltage ein Wert von bis zu 750mV (bei IF=100mA) angegeben ist? Für mich ist das mehr als das Doppelte von 0.3V
my2ct schrieb: > Und du meinst, dass deshalb z.B. im Datenblatt der BAT64 als Forward > voltage ein Wert von bis zu 750mV (bei IF=100mA) angegeben ist? > > Für mich ist das mehr als das Doppelte von 0.3V Preisfrage: Welche Spannung liegt über dem 1k Widerstand, wenn 100mA fließen?
Einer schrieb: > my2ct schrieb: >> Und du meinst, dass deshalb z.B. im Datenblatt der BAT64 als Forward >> voltage ein Wert von bis zu 750mV (bei IF=100mA) angegeben ist? >> >> Für mich ist das mehr als das Doppelte von 0.3V > > Preisfrage: > > Welche Spannung liegt über dem 1k Widerstand, wenn 100mA fließen? U=R*I=10^3*100*10^-3=100V
Einer schrieb: > Preisfrage: > > Welche Spannung liegt über dem 1k Widerstand, wenn 100mA fließen? Es ging um Schottky-Dioden allgemein, nicht um die spezielle Beschaltung. Bitte richtig lesen
Ich habe zwei Anmerkungen: erstens verstehe ich nicht, warum ein alter Thread schlecht ist und lieber ein Neuer mit quasi identischem Inhalt aufgemacht werden soll... Wenn der Betreff eindeutig ist, findet sich die ganze Information hier und die ist auch noch ein 3 Jahren gültig. Warum den den nicht erweitern und lieber 5 Threads mit 'irgendwie ähnlichen' Titeln machen? Die Artikelsammlung ist an sich eine gute Idee, müsste aber als Wissenspool noch umstrukturiert sein. Zweitens, wenn ich wie erwähnt über eine Diode Strom in die Versorgung ableite und das auch als quasi normalen Betriebsfall sehe, muss ich aber aufpassen, dass die Verorgung (also im Grunde der Kondensator hinter dem Spannungsregler) nicht aufgepumpt wird. Der Regler muss also auch die Spannung aktiv reduzieren können. Wünsche euch ein schönes Wochende! Spätsommer genießen :P
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