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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik USB Produkt gegen Überspannung schützen - wie?


Autor: Wolfgang Maier (avvf)
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Hallo!
Ich möchte eine Leiterplatte designen, die ich per USB Anschluss mit 
Strom versorge um LED's und einen Mikrocontroller mit 5 Volt zu 
versorgen.
Jetzt habe ich mir überlegt, wie ich den Eingang am besten gegen 
Überspannung schütze, sollte doch jemand auf die Idee kommen über einen 
USB Stecker mehr als 5 Volt Spannung zu versorgen.

Wie ist das bei kommerziellen Produkten üblich? Gibt es einen IC für den 
Schutz, der dann ggf. abschaltet, oder sind bei gekauften Produkten auch 
direkt USB_5V mit Schaltung_5V verbunden?

Danke!
lg.

: Verschoben durch Moderator
Autor: Cyblord ---- (cyblord)
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Gegen dauerhafte Überspannung kannst du eine Z-Diode bzw. TVS Diode 
nehmen welche bei zu hoher Spannung gegen Masse durchschaltet und so 
eine Sicherung in der Versorgung auslöst.

Gegen kurze Transienten reicht eine TVS.

Autor: Wolfgang Maier (avvf)
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Cyblord -. schrieb:
> Gegen dauerhafte Überspannung kannst du eine Z-Diode bzw. TVS Diode
> nehmen welche bei zu hoher Spannung gegen Masse durchschaltet und so
> eine Sicherung in der Versorgung auslöst.
>
> Gegen kurze Transienten reicht eine TVS.

Gibt es für solche Applikationen keine fertigen IC's die dann einfach 
abschalten? Ich denke, dass sehr viele Boards mit USB versorgt werden.
lg.

Autor: Ich Nicht (Gast)
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Ich glaube es gibt das spezielle Isolatoren.

Der ADUM4160BRIZ könnte geeignet sein.

Autor: holger (Gast)
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>Gibt es für solche Applikationen keine fertigen IC's die dann einfach
>abschalten?

Gegen welche Überspannung willst du deine Schaltung schützen?
12V, 50V, 230V, 3000V?

Autor: Cyblord ---- (cyblord)
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Wolfgang M. schrieb:
> Cyblord -. schrieb:
>> Gegen dauerhafte Überspannung kannst du eine Z-Diode bzw. TVS Diode
>> nehmen welche bei zu hoher Spannung gegen Masse durchschaltet und so
>> eine Sicherung in der Versorgung auslöst.
>>
>> Gegen kurze Transienten reicht eine TVS.
>
> Gibt es für solche Applikationen keine fertigen IC's die dann einfach
> abschalten? Ich denke, dass sehr viele Boards mit USB versorgt werden.
> lg.

Wenn dann wohl meist im USB-Controller mit verbaut. Extern als ICs gibt 
es so einiges aber ob es gerade DAS gibt, ist die Frage.
Überspannung ist schon ein Thema wo man viele Geräte mit killen kann. 
Häng doch mal ein 30V an ein USB-Gerät und schaue was passiert. Wie 
viele sind da abgesichert?

> Ich glaube es gibt das spezielle Isolatoren.

Er will aber nicht isolieren sondern sein Gerät damit versorgen.

: Bearbeitet durch User
Autor: Hugo (Gast)
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Cyblord -. schrieb:
> Gegen kurze Transienten reicht eine TVS.

Was genau sind denn kurze Transienten? Meinst Du damit kurze hohe 
Spannungsstöße?

Autor: Cyblord ---- (cyblord)
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Hugo schrieb:
> Cyblord -. schrieb:
>> Gegen kurze Transienten reicht eine TVS.
>
> Was genau sind denn kurze Transienten? Meinst Du damit kurze hohe
> Spannungsstöße?

Ja, kurzzeitige Spannungsüberhöhungen.

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Wolfgang M. schrieb:
> sollte doch jemand auf die Idee kommen über einen USB Stecker mehr als 5
> Volt Spannung zu versorgen.

Das kommt dann aber doch schon einiges an krimineller Energie zusammen, 
wo doch durch die Verwendung von USB explizit die 5V festgeschrieben 
sind.

Daß die aktuelle Variante der "USB Charger Specification" auch deutlich 
andere, höhere Spannungen erlaubt, muss Dich nicht kümmern, solange Dein 
Gerät nicht explizit die dafür erforderlichen Kommunikationsprotokolle 
umsetzt. Tut es das nicht, liefert auch ein Netzteil, das für höhere 
Spannungen ausgelegt ist, nur 5V.

Oder wird Dein Gerät in einem Umfeld betrieben, wo bösartige Menschen 
unterwegs sind, die aus Jux und Dollerei Geräte zerstören wollen?

Autor: ESPNixKlar (Gast)
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Sieh dir diese Schaltung an:
http://www.ramser-elektro.at/shop/bausaetze-und-pl...

Da sind TVS Dioden und Sicherungen verbaut.
Allerdings gab es schon Zweifel in diesem Forum daran, ob die Schaltung 
mehr als 5V aushält.
Müsste mal den Link raussuchen, wenn du willst.

Ansonsten währe noch eine Crowbar eine brauchbare Lösung.
http://www.allaboutcircuits.com/projects/c-biscuit...

Autor: Pete K. (pete77)
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ESD Schutz gibt es z.B. von Maxim:
https://www.maximintegrated.com/en/products/interf...

Autor: ESPNixKlar (Gast)
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Pete K. schrieb:
> SD Schutz gibt es z.B. von Maxim:
> 
https://www.maximintegrated.com/en/products/interf...

Stimmt. Aber meistens nicht mehr lötbar.
Da gab es aber mal auch DIP8 Schutschaltungen für USB1.
Aber wie die hießen, das kann ich nicht mehr sagen bzw. ob diese 
überhaupt noch lieferbar sind....

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