Schutz vor zu hoher Spannung

phillip, warum denn "PIC"? könnte doch auch "AVR-Atmel" sein

Spontan käme mir da eine Z-Diode in den Sinn, die die Spannung begrenzt, 
parallel geschaltet zum PTC. Wie hoch darf die Spannung am µC denn sein? 
3.3 V? Dann schalte doch einfach eine Z-Diode mit diesem Wert vor.

Setze einen Single-Supply Rail-to-Rail-OP (Impedanzwandler) vor den 
Eingang (z.B. TS912), versorgt von der µC-Versorgung. Dann kann nix mehr 
passieren.

Nicht nur überspannungen am OP sind unschön. Die Frage ist doch dann, 
wenn der PTC weg ist muss der Strom aus der Stromquelle ja irgendwo hin 
und in einen OP einen Strom reinzuprügeln ist auch net so schön. 
However, ich würd ne Z-Diode einsetzen. Bei nem halben Watt Leistung und 
3.3 V darf da schon bis zu 150 mA Strom durch und irgendwas sagt mir, 
dass seine Stromquelle keine 150 mA durch den PTC prügelt, das werden 
doch eher nur so 15 sein ;)

Michael wrote:
> Nicht nur überspannungen am OP sind unschön. Die Frage ist doch dann,
> wenn der PTC weg ist muss der Strom aus der Stromquelle ja irgendwo hin
> und in einen OP einen Strom reinzuprügeln ist auch net so schön.
> However, ich würd ne Z-Diode einsetzen. Bei nem halben Watt Leistung und
> 3.3 V darf da schon bis zu 150 mA Strom durch und irgendwas sagt mir,
> dass seine Stromquelle keine 150 mA durch den PTC prügelt, das werden
> doch eher nur so 15 sein ;)

Naja, der Strom der Quelle muss ja nicht irgendwo verbraten werden, im 
schlechtesten Fall liegt eben die maximale Spannung an, die die 
Stromquelle treiben kann.
Für den TS912 gilt: maximal Ub +0.3V, das ist natürlich nix. :(
Die Methode mit der Z-Diode (und einem Widerstand gegen Masse) wäre als 
Schutz wohl am Besten.

>Zumal sich ein RC Tiefpass an so einem Eingang eh nicht schlecht macht

Da musst du aufpassen, Keramikkondensatoren wirken wie VDRs und können 
bei Defekten schon bei niedrigen Spannungen (<8V) leitend werden. Das 
würde ich nicht empfehlen. Wenn schon Cs, dann MKS-4.
Ein Widerstand vor dem Eingang verändert die Messwerte auch, wenn er zu 
hoch gewählt wird, das Ganze ist nicht grade einfach zu bewerkstelligen.

Beide Varianten haben natürlich ihre Vor- und Nachteile ;)

So jetzt bin ich auch mal wieder da :)

Erst mal Danke euch für die zahlreichen Antworten.

Wenn ich so zusammenfasse, gibts 2 Möglichkeiten:

 - eine Z-Diode, parallel zum PTC + ein Widerstand vor en ADC-Eingang

 - einen Folienkondensator ||zum PTC + Widerstand

Eine Frage zur Methode mit Z-Diode... da könnt ich doch auch eine 2,5V 
Bandgap-Referenz nehmen, von denen hab ich noch zig rumliegen, oda?

Dann noch eine Frage zu dem Widerstand: Als Konstantstrom hab ich 1mA 
gewählt. Auf wieviel muss ich das begrenzen --> wie groß muss der 
Widerstand sein?

Letzte Frage: Was davon soll ich jetzt letztendlich nehmen?

"Beide Varianten haben natürlich ihre Vor- und Nachteile ;)"

mfg...

Ok. Welche Größenordnung für den C?
Hab hier:
4,7nF
6,8nF
(lange nix)
0,1µF
0,22µF
(und wieder lange nix)
4,7µF (der hat aber ca. 4cm³)

und Widerstand is ziemlich egal?

Das mit der Z-Diode ist halt so ne Sache. Ihr Leckstrom sollte schon 
weitaus kleiner sein als der Strom den deine Stromquelle losschickt. So 
aus dem Bauch heraus würde ich sagen Faktor 10 sollte dazwischen liegen.
2.5 V können reichen sofern dir das reicht. Kommt halt drauf an wie hoch 
die zu erwartende Spannung am PTC sein wird. Ist sie 2.7V dann vergiss 
die 2.5 V Z-Diode, ist die zu erwartende Spannung bei 2.1 V geht die 2.5 
V Z-Diode durchaus.

Naja hört sich doch ganz gut an soweit :)

Was wäre denn ein verträgliches Maß für die Diode im ADC?

Ach ja, die Uref des ADCs ist bei 2,4V, Maximal-Uref ist 3,3V.
--> Spannungsbegrenzung auf 2,5V würde optimal sein.
Ich hab also durch keine der 2 Methoden Schwierigkeiten mit der 
Ausnutzung der Ressourcen des ADC.
(Nebenbei bemerkt: der PTC hat als Maximum 150°C und da 2,277kOhm 
Widerstand --> Maximalspannung durch PTC 2,277V)

Ok ich rechne mal:
Angenommen, ein verträgliches Maß wäre 10µA.
9,5V sind das Maximum, was zustande kommen könnte.
Demnach: R=950kOhm
was mir schon relativ viel erscheint.
Angenommen ich nehm dann einen 100nF-Kondensator, dann komm ich auf 
0,475. Sekunden? Wenn ja, dann wär mir das fast ein bisschen zu langsam. 
Spricht was dagegen, einen kleineren C zu nehmen?

Oh, sorry, ich war zu langsam :D

Ok hab mal nachgeschaut, da steht folgendes:

Power Supply Current (AV+ supplied to ADC): 450-900μA
Input Capacitance: 10pF

Ist es das was du meinst?
Dann sollte der C vielleicht auch ned recht viel größer sein?

Und was den Strom betrifft... dann pass ich das Ganze halt für 0,5mA 
an...


"2,277V bei 2,277kOhm? Also 1mA aus der Quelle? Na dann kannst es ja 
fast
komplett weglassen."
Also du denkst, dass ich gar nix machen muss? Was passiert denn 
eigentlich, wenn der ADC an einem Kanal zu viel Spannung abkriegt? 
Messen dann die anderen Kanäle wenigstens noch richtig? (wär schon 
wichtig für mich)

Nun, man darf nicht vergessen, dass zwar die Spannung gemessen werden 
soll aber das ganze aus einer Stromquelle gespeist wird. Damit fällt 
schonmal der Vorteil des schnellen Ladens des S&H-Cs weg. Ist der 
nämlich entladen (Seine Spannung also 0) dann stellt der doch ne ideale 
Senke für den Strom da.

Auch die ein und andere Z-Diode hab zumindest ich für gewöhnlich in der 
Schublade liegen, also auch nicht wirklich ein Vorteil.

Warum mit passend gewählter Z-Diode der AD-Bereich nicht ausnutzbar sein 
sollte erschließt sich mir auch noch nicht.

Den Strom wird begrenzt?? Bei einer Spannungsquelle ja aber wir haben 
hier doch eine Stromquelle.

Bei der Z-Diode braucht man nur ein Bauteil, nämlich die Z-Diode. Wir 
haben ja schon festgestellt dass der Strom, der hier auftritt gewiss 
unter 10 mA liegen wird, das schafft jede 0.5W Z-Diode für diese 
Anwendung locker ohne Vorwiderstand.

Wegen dem Leckstrom hab ich eben mal aus meinem 
Festspannungsreglersortiment von Conrad (Nummer: 179000) eine Z-Diode 
rausgepickt. Ist eine BZX55C2V4 gewesen, die hat einen Leckstrom von 
sage und schreibe <50 µA. Wenn also die Stromquelle nicht grad nur 1 µA 
Strom liefert (ich schätze einfach mal das es gar mehr als 0.5 mA sein 
werden) dann spricht da absolut nix dagegen eine Z-Diode einzusetzen.

However, wie ich schon sagte, jedes System hat seine Vor- und Nachteile.

Tjaaa... gute Frage ^^
Die Z-Diode bzw. Bandgap-Referenz müsste nur 7mW aushalten..

zum LSB: Ich hab zwar noch nie damit zu tan gehabt :D aber ich schätz 
mal, damit ist die Auflösung in Verbindung mit Uref gemeint? Naja 
Uref=2,4V und die Auflösung ist 12Bit.

>Der Vorteil des schnellen Ladens fällt nicht weg sobald der C aufgeladen
>ist.

Öhm...irgendwie kann ich nicht wirklich folgen. Wenn der C geladen ist 
ist er geladen, da ist dann nix mehr mit schnellem Laden. Ich glaub ich 
kann dir da grad net folgen bzw. versteh nicht was du meinst.

Wo oben das nicht ausnutzen des AD-Wandlers durch die Z-Diode erörter 
wurde muss mir entgangen sein. Ich hab nur gelesen, dass dem so sein 
soll aber erklärt warum hats keiner.

> Dann würde die Spannung auf ca 9,5V ansteigen (12V Versorgung - 2,5V

Nein, würde sie nicht, genauer: Sie würde nur auf VCC des Controllers 
plus ca. 0,7 Volt ansteigen, wenn der Eingangping Clamping-Dioden hat, 
was anzunehmen ist.

Genaues steht im Datenblatt des Controllers.

Und wenn Du eh schon das Datenblatt liest, kannst Du auch nachlesen, 
welchen Strom diese Dioden vertragen und überprüfen ob die Stromquelle 
schwach genug ist.

Ausserdem musst Du noch garantieren, dass der Strom der Stromquelle über 
VCC auch "verbraucht" werden kann. D.h. die minimale Stromaufnahme der 
Elektronik auf VCC größer ist als der Strom Konstantstromquelle.

@unbekannter

"Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!"

Ok, dann mal ganz pragmatisch:
* geht 24k9 + 100nF in Ordnung?
* geht 2,5V Referenz (als Z-Diode) in Ordung?

Na, ohne es nachzurechnen (ich denke mal das du das gemacht hast) würd 
ich sagen: Ausprobieren, scheint zumindest erstmal OK zu sein.

"Zum zweiten, kommt auf die Referenz an. Geht nur wenn die auch einen
Strom senken kann."

Die Referenz ist eine LM336-Z2,5.

Ja, ham se beide :) Naja auf jeden Fall: Es funktioniert!