Hi, ich will Spannungen im Bereich von 0 - 15 V messen. Da mein Microcontroller A/D Eingang (Silabs 8051) bis Vref geht, und die bei 2.5V liegt dachte mir ich teile die Spannung mit einem Spannungwandler und leite falls nötig die restliche Überspannung mit einer Zener Diode ab. Da an der Zener Diode ja fast kein Strom mehr fliest, würde so doch eigentlich nichst kaputt gehen auch bei großen Spannungsspitzen ... Also A/D | 2.5V Zener |---Z<|----|GND | Eingang ----| 1M-Ohm |-----------------| 250k |----|GND Jetzt habe ich das ganze in Multisim mal simuliert. Theoretisch klappt es auch, aber die Spannungen sind immer ein paar 10-100mV falsch. Wenn ich die Zener Diode weg mache passt es, aber dann habe ich ja keinen Schutz mehr. Gibt es eine bessere Möglichkeit Spannungsspitzen an einem A/D Eingang einzufangen ? Es geht nicht nur um kurze Spitzen sondern auch um den GAU (also einer schließt den Kanal an bsp. 30V dauerspannung an). Analog-Technik ist noch nicht so mein Ding ... Vielen Dank schon mal.
Der Vorwiderstand von 1M ist sehr hoch und der Sperrstrom der ZD läßt am ihm eine Spg abfallen. Ich würde die Überspannungssicherung ganz an den Eingang legen. Da sind die Möglichkeiten dann besser (Varistor, etc). dodo
1 MOhm ist heftig; sicher, daß da nicht schon Dein Analogeingang selbst das Ergebnis verfälscht? Bei solchen Schaltungen mußt Du auch bedenken, daß die Nennspannung der Z-Diode unter voller Last angegeben ist, d.h. sie beginnt schon deutlich früher, ein wenig zu leiten und verfälscht Dein Ergebnis bei hohen Spannungen. Da aber die "absolute maximum ratings" ja i.d.R. noch etwas höher liegen, kann man eine entsprechend höhere Z-Diode nehmen.
Wie Dodo und Philipp bereits sagten, solltest Du u.U. den Eingangswiderstand reduzieren. Befindet sich im AD-Wandler keine Schutzdiode? Wenn ja, dann kannst Du bei genügend großem Eingangswiderstand die interne Diode verwenden. Wenn nein: Shotky-Diode in Durchlassrichtung auf URef. Die Referenzspannungquelle sollte dann aber in der Lage sein den Strom anzuleiten. Der Vorteil von der Schaltung ist, dass Du keine Verfälschungen am Eingang vom AD-Wandler haben solltest. Ausserdem brauchst Du keine weiteren Bauteile anpassen, wenn Du URef veraenderst.
Nimm einfach die nächst größere Zener-Diode, z.B. 2,7 oder 3,0 Volt. Du musst auch an die Temperaturabhängigkeiten und Toleranzen denken. Die 1 Megaohm sind nicht so schlimm, wie Vorposter hier befürchtet haben, denn Du hast ja einen Spannungsteiler aufgebaut. Also wirkt im Arbeitsbereich des AD-Wandlers effektiv nur die Parallelschaltung aus 250 KOhm und 1 MOhm, also sieht der AD-Wandler (und die Zenerdiode) eine Quellimpedanz von 200 KOhm. Wenn jedoch der Überspannungsfall eintritt, wird der Strom durch die Zenerdiode durch den 1 MOhm Widerstand begrenzt. Es ist ja auch nicht so, dass der AD-Wandler bei einem Hauch von mehr als 2,5 Volt sofort kaputt geht, sondern er hat da auch noch etwas Puffer. Details dazu findest Du im Datenblatt.
"Nimm einfach die nächst größere Zener-Diode, z.B. 2,7 oder 3,0 Volt. Du musst auch an die Temperaturabhängigkeiten und Toleranzen denken." Das Hauptproblem ist hier, dass technisch bedingt alle Z-Dioden unter 7V bei Strömen im Microampere-Bereich weitgehend nutzlos sind. Üblicherweise leitet man daher gegen VCC ab, ggf. mit Schottky-Diode. Wenn das zu viel ist: mit Si-Diode gegen niedrigere Spannung - die kann dann mit einer entsprechenden Z-Diode gebaut werden. VCC | ADC .-. | | | | | | | '-' _ | | IN-|___|---|--->|-| | | z A | | === GND
Mach vor den 1M-Widerstand einen 2,2 -10kOhm in Reihe und schliesse den Verbindungspunkt über eine 18V Z- oder Transzorbdiode nach Masse an. Oder eine Diode von hier auf die 15V-Versorgung. Dann hast Du die Überspannung so früh wie möglich abgefangen. Arno
Hallo um den Fehler der Z-Dioden auszugleichen, nehme ich einen Spannungsfolger wie im Anhang dargestelt. Die Werte für den Spannungsteiler kann man dann sehr groß wählen. Martin
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