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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frage zum Überspannungsschutz am µC


Autor: Ben (Gast)
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Hallo,

ich habe eine Frage, die das Thema Überspannungsschutz am ADC-EIngang 
eines Mikrocontrollers betrifft.

Kurz vorne weg: statt den im Schaltplan eingezeichneten BAT48 möchte ich 
BAT64-04 verwenden.

Am ADC darf die Spannung nicht größer werden als 3,3V.
Welche Spannung muss ich also an die obere Schutzdiode anlegen? Sind die 
3V, wie eingezeichnet, richtig? Wie ihr merkt, habe ich das Prinzip 
nicht ganz verstanden.

Außerdem ist der Stromkreis, der die 3V (oder was auch immer) liefert 
mit dem Stromkreis verbunden, der die Stromversorgung des µC liefert. 
Muss ich also noch eine Sicherung o.ä. einbauen?

Vielen Dank für Antworten!

Gruß, Ben

Autor: Peter R. (pnu)
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>Diodentyp
Da dürfte wohl jede Kleinleistungs-Schottkydiode ausreichen.
Mpgliche Leckströme der Dioden sind, relativ zu R28,R29 betrachtet, ohne 
jede Bedeutung.
> Maximalspannung.
Zunächst einmal liegt im Signalweg der LM324, die am AD-Wandler 
auftretende Maximalspannung ist alleine daurch schon begrenzt. Der auf 
den 324 folgende 100 kOhm-Widerstand schützt den Eingang des AD vor 
jedem gefährlichen Strom, bzw. gefährlicher Spannung.
Ob der Diodenbegrenzer an 3,0 oder an 3,3V Liegt ist also ohne Belang.
>Sicherung:
Wenn eine Spannungsquelle(Stromkreis) die 3V Spannung liefert, mit einer 
anderen Spannungsquelle (5V?)direkt verbunden ist, ist das ein 
Kurzschluss, also nicht erlaubt.
Es fließt dann ein Strom, den man berechenen kann, dazu müsste man aber 
Genaueres über die "Verbindung" wissen, z.B. welchen Widerstand sie hat.

Autor: Ben (Gast)
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> Zunächst einmal liegt im Signalweg der LM324, die am AD-Wandler
> auftretende Maximalspannung ist alleine daurch schon begrenzt.
Versteh ich nicht. Wenn am LM 324 die Spannung von mir aus 5V beträgt, 
beträgt sie am µC doch auch 5V und das will ich ja verhindern.

> Ob der Diodenbegrenzer an 3,0 oder an 3,3V Liegt ist also ohne Belang.
Versteh ich leider auch nicht.

Also ist ist so: die 3V bekomme ich durch einen Spannungsregler, der am 
Stromkreis der Stromversorgung des µC liegt (5V). Masse ist daher für 3V 
und 5V gleich. Brauch ich dafür also ne Sicherung umd den Controller 
nicht aus abgeleiteten Spannungen zu gefährden?

Autor: A. K. (prx)
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Ben schrieb:

> Versteh ich nicht. Wenn am LM 324 die Spannung von mir aus 5V beträgt,
> beträgt sie am µC doch auch 5V und das will ich ja verhindern.

Der Ausgang eines LM324 kommt bei Versorgung mit 5V nicht über ca. 3,5V 
hinaus.

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Die Eingangsbeschaltung ist doch schon ganz gut.
Die Dioden sind nett, aber eigentlich überflüssig, weil sie im uC auch 
vorhanden sind.
Der LM324 kann das analoge Signal auch noch etwas stören,
aber die 100k/100p-RC-Kombination hinter dem OPAMP werden sicher für 
Stirnfalten sorgen.
100pF kommt ja langsam in die Größenordnung des S&H-Kondensatoren im uC, 
da hast Du einen kapazitiven Spannungsteiler...

Autor: Peter R. (pnu)
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>Sicherung
So wie ich das sehe, besteht auf der Plus-Seite keine Verbindung 
zwischen der 3V- und der 5V-Spannung, auf jeden Fall nicht über die 
skizzierte Schaltung, also auch keine Sicherung notwendig.


>Spannungsbegrenzung
im normalen Betrieb kriegt der Eingang des LM324 keine Spannung größer 
als 3V ab, denn die Begrenzerdiode schließt Spannungen über 3V aus.

Der LM 324 arbeitet als Spannungsfolger, liefert also keine größere 
Spannung als 3V.

Mit 100kOhm Vorwiderstand vor dem analog-Eingang dürfte dieser wohl 
endgültig vor jeder gefährlichen Überspannung geschützt sein, die 100 
kOhm lassen nur einen minimalen Strom zu. ( Für meinen Geschmack sind 
die 100 kOhm zu hoch, da wird bei den meisten AD-Wandlern das Signal 
schon durch ihren Eingangswiderstand verfälscht).

Autor: Anja (Gast)
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Peter R. schrieb:
> Für meinen Geschmack sind die 100 kOhm zu hoch,

Ich richte mich immer nach dem Datenblatt. Je nach Prozessor steht da 
eine maximale Quellimpedanz von 2,5 - 10K.

Gruß Anja

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