VCC=5 Volt, welche Z-Diode? 5V1 oder 5V6?

Gast #4453711
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Hi,

gegeben ist eine Schaltung mit u.a. einem Mikrocontroller, wobei VCC = 5 
Volt. Zum Schutz der Schaltung vor Überspannung kommen Z-Dioden zum 
Einsatz, z.B. am uC-Eingang oder auch an den Ausgängen, die auch 
irgendwie geschützt werden sollten.
Spontan würde ich jetzt zu einer 5,1-Volt-Diode greifen. Das wird auch 
in vielen Schaltungen so gemacht. Aaaber, ein Blick ins Datenblatt 
meiner favorisierten Diode enthüllt, dass die Z-Spannung schon bei 4,8 
Volt erreicht sein kann (angegebenes Minimum). Kann natürlich sein, dass 
der da noch winzige Strom keine Rolle spielt. Jetzt ist die Frage: 
Besser 5,1 (Millionen Fliegen können nicht irren) oder doch 5,6 Volt?
Gast #4453740
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Die meisten der Z-Dioden dienen dem ESD-Schutz. Es sind ein paar 
Bauteile verbaut, die leider sehr empfindlich reagieren, vor allem auch 
im abgeschalteten Zustand, wenn mal mit der Schaltung hantiert wird...
#4453745
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Eine 5V1 kann bei einem Ausgang, der 5V liefert, schon deutlich Strom 
nach Masse ableiten. Also 5V6. Die wiederum schützt den uC eventuell 
nicht. Z-Dioden sind also keine Lösung. Wähle bei Eingängen einen 
Vorwiderstand und vertraue auf die internen Schutzdioden, und beim 
Ausgang hängt es von benötigten Strom ab.
Gast #4454061
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Paul Z. schrieb:
> Spontan würde ich jetzt zu einer 5,1-Volt-Diode greifen.

Spontan würde ich nach einem ESD-Schutz-IC greifen, das gibt es z.B. 
2kanalig für USB. Da sind schnelle Schutzdioden nach VCC und GND(1) drin 
und dazu noch ein ESD-Schutzdiode für 5 V. Einfacher (SO8 für 2 
Eingänge) und besser gehts nicht.

Georg
Gast #4454147
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Hmm, aber das sind doch alles keine Z-Dioden. Wie schon gesagt brauche 
ich einen ESD-Schutz, der bei abgeschalteter Schaltung greift. Da sollte 
eine Überspannung direkt nach GND abgeleitet werden, nicht nach VCC. GND 
ist überall auf der Platine verfügbar, VCC nicht.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #4454170
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Knut B. schrieb:
> Oder die BAR43S, die leitet auch schon lange vor den internen Dioden.
Ja, sie leitet aber evtl. schon dann zuviel, wenn sie noch sperren 
sollte. Siehe dazu den Beitrag "BAT54S verfälscht Analogsignal"

Paul Z. schrieb:
> Da sollte eine Überspannung direkt nach GND abgeleitet werden, nicht
> nach VCC. GND ist überall auf der Platine verfügbar, VCC nicht.
Du hast ein falsches Bild von deinem System. Wenn da direkt neben der 
BAS/BAR-Ableitdiode ein Blockkondensator sitzt, dann wird so ein 
ESD-Impuls eben doch postwendend nach Masse abgeleitet. Denn in einem 
richtig designten Layout ist Vcc wechselstrommäßig mit GND 
gleichzusetzen. Und weil ein ESD-Impuls Wechselstrom ist, wird er nach 
GND kurzgeschlossen.

Helmut L. schrieb:
> Und genau dafuer hat dieses Bauteile eine Z-Diode mit drin.
Und auch einen Power-Pin für Vcc dran...  ;-)
Denn diese Transil-Diode beginnt mit einer "Breakdown Voltage" von min. 
11V eigentlich erst viel zu spät zu leiten.
#4454231
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Paul Z. schrieb:
> gegeben ist eine Schaltung mit u.a. einem Mikrocontroller, wobei VCC = 5
> Volt. Zum Schutz der Schaltung vor Überspannung kommen Z-Dioden zum
> Einsatz, z.B. am uC-Eingang oder auch an den Ausgängen,

OK verstanden,

> Spontan würde ich jetzt zu einer 5,1-Volt-Diode greifen. Das wird auch
> in vielen Schaltungen so gemacht. Aaaber, ein Blick ins Datenblatt
> meiner favorisierten Diode enthüllt, dass die Z-Spannung schon bei 4,8
> Volt erreicht sein kann (angegebenes Minimum). Kann natürlich sein, dass
> der da noch winzige Strom keine Rolle spielt. Jetzt ist die Frage:
> Besser 5,1 (Millionen Fliegen können nicht irren) oder doch 5,6 Volt?

eine Z-Diode darf doch schon vor 5V tätig werden bei Eingänge deren high 
Erkennung schon unterhalb 5V greift!

Wenn der Strom dann noch von einem Serien R begrenzt wird umso besser.

Für Ausgänge gilt dasselbe, aber Serien R begrenzen den Strom also 
gesockelte Treiber nachschalten die dann ruhig kaputt gehen dürfen.

Es gibt auch das Konzept eine Kombination aus Multi- Poly- fuse und 
Suppressordiode.
https://de.wikipedia.org/wiki/Suppressordiode
Gast #4454273
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Also wenn ich jetzt nicht komplett doof bin, reicht eine 5V6 Z-Diode von 
Vcc nach Masse.

Ist Schaltung an und Vcc = 5V: Ab 5,6V leiten die internen Schutzdioden 
Strom nach Vcc ab. Der Eingangselko der Schaltung lädt sich dadurch auf 
maximal 5.6V auf bevor die Z-Diode leitet.
Als Schutz gegen kurzfristige Störungen reicht das völlig.

Ist die Schaltung aus und Vcc = 0V, leiten die internen Schutzdioden ab 
0,6V Strom nach Vcc und laden damit den Eingangselko auf.

An jeden µC Pin einen 470 Ohm Widerstand und den Eingangselko groß genug 
dimensionieren und gut ist.

Gruß, Sascha
Gast #4454275
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Ok, in Fällen wo ich VCC habe, ist das einleuchtend. Was mache ich aber, 
wenn ich VCC nicht habe? Also nur Masse und Signal (das an einen Chip 
geht)? Wie verhindere ich dort, dass das Signal 5 Volt nicht übersteigt 
(das ist mein eigentliches Problem).

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