Das Thema Überspannungsschutz für den Eingang von OPs ist ja nicht neu. Trotz des bislang hier Gelesenen und eines Links auf ein anderes Elektronik-Forum sind aber noch Fragen offen, zumal es sich bei meinem Vorhaben um eine in bestimmten Betriebszuständen dauerhafte Überspannung handelt. Die Lage: Ein NTC-Sensor wird aus einer Konstantstromquelle mit 2 mA gespeist. Die NTC-Spannung liegt im Bereich von 0,2 bis 8,5 Volt. Der interessierende Bereich liegt dabei zwischen 0,2 und 4,9 Volt und eignet sich damit perfekt zur Weiterverarbeitung über OPs und für den 5-Volt ADC-Eingangsbereich des µCs. Aber der erste OP, ein TS912, verträgt nur max. 0,3 V oberhalb seiner Betr.Spannung, und die liegt wie diejenige für den µC bei 5 Volt. Für einen gut 15 Minuten dauernden Zeitraum liegt aber deutlich mehr als 5 Volt, halt bis zu 8,5 Volt an. Die E-Spannung erst über zusätzlichen Spannungsteiler zu halbieren, und dann mittels OP wieder zu verdoppeln, ist technisch nicht elegant und hat diverse Nebenwirkungen. Der Weg über eine Schottky-Diode, welche die ÜS auf die Plus-5-Volt-Schiene ableitet, scheint nahe zu liegen. Habe gerade eine SD gemessen, die hat eine Durchlassspannung von nur 0,17 Volt. Meine Fragen: 1) Ist diese Ableitung unschädlich für die Bausteine im 5-Volt-Bereich als da sind: OPs, der µC, und der 5-Volt-Regler? 2) Gibt es OPs, die ebenfalls rail-to-rail-Eigenschaft haben und deren Eingang unempfindlich gegenüber dauerhafter ÜS sind? Gruß, WilhelmT
Be T. schrieb: > Der Weg über eine Schottky-Diode, welche die > ÜS auf die Plus-5-Volt-Schiene ableitet, scheint nahe zu liegen. Habe > gerade eine SD gemessen, die hat eine Durchlassspannung von nur 0,17 > Volt. Meinst Du vielleicht eine Zener-Diode? Vielleicht eine mit 4,9V? rgds
Be T. schrieb: > Die E-Spannung erst über zusätzlichen Spannungsteiler zu halbieren, und > dann mittels OP wieder zu verdoppeln, ist technisch nicht elegant und > hat diverse Nebenwirkungen. Hallo, diese Nebenwirkungen musst du mir erklären? Mit was für einer Genauigkeit misst du denn? Mach nen Spannungstreiler von 1/2 mit 0,1% Widerständen so wie jeder andere auch Das Clipping mit einer Diode kannst du machen. Scheint ja unter den 0,3V des OPS zu liegen wenn du eine 0,2V Schottky hast. Ist trotzdem unschön. Die Eingangsschutzschaltung der OPVs beinhaltet auch nur 2 Clippingdioden. wenn die Futsch sind ists eh vorbei mitm OPV.
@6a66: Nein, ich hatte mich nicht verschrieben. Ein gängiger Weg, den übrigens auch die Hersteller häufig wählen, ist der über Schutzdioden am Eingang. Eine simple Zenerdiode (geschaltet gegen Masse) richtet da nur Unheil an: die ist viel zu niederohmig und verfälscht die Messspannung. €saint1234: Na, da wären z.B. die Belastung durch einen nicht-extrem hochohmigen Spannungsteiler. Ein e-h-omiger ST hat eigene Probleme. Jeder nachgeschaltete OP - hier zum Ausgleich des Spannungsverlustes - macht das Messen nicht besser. "Jeder andere macht das" nicht, lies mal die diversen Beiträge. Ich möchte auch nicht über persönliche Ansichten im Elektronik-Bereich streiten, was "schön" ist oder nicht, sondern ich hatte konkret gefragt, ob die Ableitung der Überspannung auf die 5-Volt-Versorgung Probleme für die dortigen ICs verursachen könnte. Gruß, wilhelmT
Be T. schrieb: > Der Weg über eine Schottky-Diode, welche die > ÜS auf die Plus-5-Volt-Schiene ableitet, scheint nahe zu liegen. Und genau dies macht der Op-Amp intern. Daher auch die +0.3V über VCC. Entscheidend ist dann, den Strom, der über diese Diode fließt, so zu begrenzen, dass die Diode nicht kaputt geht. Beim TS912 sind für Iin +/-50mA angegeben, mit einem entsprechenden Serienwiderstand begrenzt du den Strom einfach auf <50mA: 8.5V-5V = 3.5V 3.5V / 0,05A = 70 Ohm (Minimum...)
Hm, ein interessanter Aspekt allerdings hier noch: >Autor: Peter Dannegger (peda) >Datum: 07.02.2014 22:27 >Nimm besser den MC33202. >Der hat im Gegensatz zum TS912: >"No Phase Reversal on the Output for Over−driven Input Signals" >D.h. beim TS912 vertauschen sich die Eingänge bei Übersteuerung und aus >der Gegenkopplung wird ne Mitkopplung. >Mir wurden die TS912 mal als Ersatz für den MC33202 angeboten, weil die >grad nicht lieferbar waren. Ich mußte die alle wieder runterlöten, weil >der Ausgang an GND kleben blieb. Beitrag "Re: Universal OPV für den Bastler" Dann also besser doch noch zusätzlich eine Schottky-Diode nach VCC vor den Input setzen.
Be T. schrieb: > Der interessierende Bereich liegt dabei zwischen 0,2 und 4,9 Volt und > eignet sich damit perfekt zur Weiterverarbeitung ... für den > 5-Volt ADC-Eingangsbereich des µCs. Wozu dann der OpAmp ? > 1) Ist diese Ableitung unschädlich für die Bausteine im 5-Volt-Bereich > als da sind: OPs, der µC, und der 5-Volt-Regler? 2mA halten alle aus, aber belastet du die 5V auch mit wenihger als 2k2 damit die 2mA abgeleitet werden ohne daß die Spannung steigt ? > 2) Gibt es OPs, die ebenfalls rail-to-rail-Eigenschaft haben und deren > Eingang unempfindlich gegenüber dauerhafter ÜS sind? Eher nicht, weil R2R sind meist CMOS (wegen der Ausgangsstufe) und die haben Schutzdioden. Der gute alte LM324/358 hiet problemlos 30V aus und es floss auch kein Strom ab wenn seine Versorgungsspannung abgeschaltet war, und selbst der CA3140 mit R2R Ausgang, aber keinem R2R Eingang.
Der LT1490A z.B. verträgt Eingangsspannungen von 0 bis 44V bei 5V Betriebsspannung. Aber nicht nur das, er funktioniert in dem Bereich auch (mit kleinen Einschränkungen beim Eingangsstrom).
@ easylife: Der Strom wird - wie ich oben schon schrieb - max. 2 mA betragen. Schwitz: Die Darstellung der Übersteuerung läßt Ärger erwarten. Den verlinkten Fred habe ich komplett gelesen. Da werde ich erst mal ausgiebig testen wollen, ob sich der TS912 mit einer externen Schottky-Diode dann aufhängt oder obs vielleicht doch klappt. @ Mawin: Einen OP möchte ich alleine schon wegen der Überspannung aus Schutzgründen vor dem µC haben. Zudem soll der für den Offset sorgen, was er als Differenzverstärker auch recht gut macht. Dann soll das Signal noch invertiert werden. Ob die Spannung ansteigt, werde ich heute mal testen. Als Sicherheitsschaltung experimentiere ich z.Z. mit einem ordinären LM311, der als Schmitt-Trigger bei genau 5 Volt arbeitet und über seinen Ausgang, einen offenen Collector, eine Z-Diode auf den Messeingang schaltet bei Überspannung. Der Schutz ist perfekt, allerdings muss man dem µC über Etra-Leitung und Interrupt mitteilen, dass das gesunkenen Eingangssignal gerade nicht verwendert werden soll, insgessamt also doch ordentlicher Aufwand. Da gibts noch einiges zu experimentieren. Gruß, wilhemT
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