Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welche Unipolare Suppressordiode mit einer 3V3 Breakdown voltage könnt ihr mir empfehlen?


von Nano (Gast)


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Welche Typen sind hier gängig und empfehlenswert?
Ich benötige sie zum ESD Schutz der I/O Pins eines ARM µC.

Breakdown voltage dürfte daher 3V3 sein.

Ich habe bei Reichelt schon nach TVS-Dioden gesucht, wurde aber nicht 
fündig.
Insofern wäre die Typbezeichnung wichtig.

Bestellen werde ich wahrscheinlich bei Reichelt, Conrad oder 
rsonline-privat, sie sollte also in einem dieser Jobs also verfügbar 
sein.

: Verschoben durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Nano schrieb:
> Breakdown voltage dürfte daher 3V3 sein.
Als Tipp: suche nach Transil 3V oder nach TVS 3V
Ich empfehle dir, auch mal das Datenblatt einer solchen Diode im Bezug 
auf das Durchbruchverhalten anzusehen. Dann erkennst du, dass so eine 
Diode allein nicht ausreicht.

: Bearbeitet durch Moderator
von Nano (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Als Tipp: suche nach Transil 3V oder nach TVS 3V

Unter Transil habe ich bei keinem der obigen 3 Anbieter etwas mit 3V 
gefundne.
Allerdings war die Suche nach TVS 3V bei rsonline im gewerblichen Shop 
erfolgreich.

Bsp:
https://de.rs-online.com/web/p/suppressordioden-tvs/7931942/

Der Preis ist aber von gut und böse im Vergleich zu einer einfachen 
Z-Diode.
Ich brauche nämlich 26 Stück, das lohnt sich bei einem Preis von 0,37 € 
pro Stück nicht.
Die Dinger gibt es nur im 5er Pack, 30 Stück würden mich damit 10,85 € 
kosten.

Außerdem ist das alles SMD Technik, ich suche THT, wobei ich das am 
Anfang noch sagen hätte sollen.

Ich denke, wenn es da nichts günstigeres gibt, kann ich das mit den TVS 
vergessen.
3V3 Z-Dioden sind für 0,03 - 0,06 € zu haben.


> Ich empfehle dir, auch mal das Datenblatt einer solchen Diode im Bezug
> auf das Durchbruchverhalten anzusehen. Dann erkennst du, dass so eine
> Diode allein nicht ausreicht.

Zur obigen habe ich folgendes Datenblatt gefunden, ich finde darin aber 
kein passendes Diagramm zum Durchbruchverhalten:
http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/1278/0900766b812781b4.pdf

Bezüglich einer 3V3 Z-Diode gäbe es bei Reichelt eine
BZX79C3V3 R0 für 0,5 W und BZX85C3V3 für 1,3 W

Zum Durchbruchverhalten habe ich hier auf Seite 5 etwas gefunden:
https://www.distrelec.de/Web/Downloads/_t/ds/BZX85_eng_tds.pdf

Wenn ich das Diagramm richtig interpretiere, dann bedeutet das, je 
größer die Durchbruchspannung, desto weniger mA können maximal von der 
Z-Diode vertragen werden.
Da ich aber sowieso die Z-Diode mit einem Widerstand kombinieren sollte, 
sollte dies ja kein Problem sein. Oder?
Ich gehe mal davon aus, dass die Ströme, die bei elektrostatischen 
Entladungen auftreten, nicht so groß sind und wenn dann doch nur als 
kurzer Peak. Zumindest zu wenig um da irgendetwas nenneswertes zu 
erwärmen, das 0,5 bzw. 1,3 W aushält.
Hauptsache die Spannung im vermutlich kV Bereich wird dann abgeführt.

Wenn ich Käse rede, bitte korrigieren. Für mich ist das nur ein Hobby, 
ich bin kein Elektroniker der das studiert hat.

von (prx) A. K. (prx)


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Nano schrieb:
> Wenn ich das Diagramm richtig interpretiere, dann bedeutet das, je
> größer die Durchbruchspannung, desto weniger mA können maximal von der
> Z-Diode vertragen werden.

O Wunder. P = U * I. Bei fixiertem P, etwa einer 0,5W Z-Diode...

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Für ESD gibts extra Sachen, meist als Array. Die können nicht so viel 
Energie, sind dafür aber sehr schnell. Müssen induktivitätsarm eingebaut 
werden. Am besten vierpolig.

von (prx) A. K. (prx)


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Nano schrieb:
> Ich gehe mal davon aus, dass die Ströme, die bei elektrostatischen
> Entladungen auftreten, nicht so groß sind

Bei den üblichen Effekten durch Klamotten etc ist das auch so.
Aber ein Blitz ist auch eine elektrostatische Entladung. ;-)

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Abdul K. schrieb:
> Für ESD gibts extra Sachen, meist als Array. Die können nicht so viel
> Energie, sind dafür aber sehr schnell. Müssen induktivitätsarm eingebaut
> werden. Am besten vierpolig.

Wobei es je nach Anwendung auch auf die Kapazität der ESD-Dioden 
ankommt. Schätze, dass man sich an einer Daumenregel orientieren kann: 
Je robuster der ESD-Schutz, desto grösser sind dessen Nebenwirkungen.

von Nano (Gast)


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A. K. schrieb:
> Nano schrieb:
>> Ich gehe mal davon aus, dass die Ströme, die bei elektrostatischen
>> Entladungen auftreten, nicht so groß sind
>
> Bei den üblichen Effekten durch Klamotten etc ist das auch so.

Das würde mir als Schutz reichen.

Abdul K. schrieb:
> Für ESD gibts extra Sachen, meist als Array. Die können nicht so
> viel
> Energie, sind dafür aber sehr schnell. Müssen induktivitätsarm eingebaut
> werden. Am besten vierpolig.

Was würdet ihr mir da konkret empfehlen?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Sowas: http://www.semtech.com/images/datasheet/sr05.pdf

Empfehlen ist schwierig, keiner weiß wo du einkaufst, was du brauchst, 
wieviel Geld und Zeit.

von Stephan (Gast)


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Nano schrieb:
> Ich benötige sie zum ESD Schutz der I/O Pins eines ARM µC.

Nano schrieb:
> Wenn ich Käse rede, bitte korrigieren. Für mich ist das nur ein Hobby,
> ich bin kein Elektroniker der das studiert hat.

Sag doch lieber mal was du eigentlich bezweckst und welche Bauteile / 
Installationen beteiligt sind.
Du verfolgst mit den Suppressordioden ja einen Zweck. Die mögen die 
Dioden schlüssig vorkommen, die können aber auch komplett am Ziel 
vorbeischießen.

von Nano (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Sowas: http://www.semtech.com/images/datasheet/sr05.pdf
>
> Empfehlen ist schwierig, keiner weiß wo du einkaufst, was du brauchst,
> wieviel Geld und Zeit.

Dieser SR05 kostet 2,01 € pro Stück, für meine Anwendung ist das viel zu 
teuer.
Ich möchte 26 I/O Ports schützen, pro SR05 könnte ich 2 I/O schützen, 
damit wäre ich bei 13 * 2.01 € und somit jenseits von gut und böse.

Passende TVS im Preisbereich einer Z-Diode (also < 0,10 € pro Stück) 
gibt's wohl nicht und das als THT und wenn SMD dann möglichst groß und 
gut lötbar, oder?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Preislich ja, aber THT???? Hm, da fällt mir nix ein. ESD brauchs auch 
extrem induktivitätsarm. Ansonsten ist das für die Katz. ESD-Schutz für 
Arme ist ein Kondensator am Eingang. Wie schnell sind deine Nutzsignale 
und welche Spannungen?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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von Thomas (kosmos)


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wenns etwas günstiger sein darf

www.tme.eu

SMLVT3V3
TVS3V3L4UE6327
PESD3V3S1UB.115
UCLAMP3301D.TCT
SR3.3.TCT
RCLAMP3304P.TCT
SLP2626P10
RCLAMP3304N.TCT
AOZ8211DI-03
SRDA3.3-4.TBT
PESD3V3S2UT
ESD5Z3.3T1G
ESD9R3.3ST5G
PESD3V3L4UG.115
SMBJ3V3-E3/52

oder einfach mal als Suchbegriff 3,3V Diode eingeben danach landest du 
in der parametrischen suche und wählst unipolar aus dann erscheinen 
sowohl SMT als auch THT.

von Nano (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Wie schnell sind deine Nutzsignale
> und welche Spannungen?

Die Nutzsignale sind bestenfalls wenige KHz, wenn überhaupt.
Ansonsten möchte ich noch einen DC Motors per PWM Signal ansteuern, da 
bin ich auch schlimmstenfalls im unteren KHz Bereich.

Bezüglich der Spannung verträgt der µC an den I/O Pins nicht viel mehr 
als 3,3 V.
Höhere Spannungen werden mit einem MOSFET oder Transistor geschaltet, 
die I/O Pins liefern also nur das Schaltsignal.

Abdul K. schrieb:
> Hier bedrahtet:
> https://www.digikey.com/products/en/circuit-protec...
> Such dir was aus. Ich lege mich ab...

Hm, die kleinste Breakdown Voltage sind da 5,6 V.
Zuviel für den µC.

Thomas O. schrieb:
> wenns etwas günstiger sein darf
>
> www.tme.eu
> ...
>
> oder einfach mal als Suchbegriff 3,3V Diode eingeben danach landest du
> in der parametrischen suche und wählst unipolar aus dann erscheinen
> sowohl SMT als auch THT.

Danke für die Liste. Ich werde mich da mal durchblättern.

von Nano (Gast)


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Wo liegt eigentlich der Unterschied zwischen der Durchbruchspannung 
(Reverse clamping voltage) und der Rückspannung max. (Reverse working 
voltage)?

Die obige Liste verwirrt mich nämlich etwas.
Der SMLVT3V3 hat z.B. noch eine Durchbruchspannung von 3,3V,
beim TVS3V3L4UE6327 beträgt die Durchbruchspannung aber schon 7,7V und 
die Rückspannung max. ist 3,3V, wobei auch diese 3V3 im Namen der 
Typbezeichnung drin stehen.

Ich dachte die Durchbruchspannung ist das, was man man bei Z-Dioden als 
Z-Spannung bzw. Breakdown voltage bezeichnet und die dann auszeichnet, 
ab welcher Spannung die Spannung mithilfe eine Z-Diode gekappt wird.

Demnach wäre eine Durchbruchspannung von 7,7V, wie es der TVS3V3L4UE6327 
bietet, ja viel zu hoch, wenn ich 3,3 V maximal für den µC haben darf.
Der TVS3V3L4UE6327 wird aber in der obigen Liste aufgeführt.

Werden hier die Begriffe Unterschiedlich verwendet, so dass die 
Durchbruchspannung bei dem TVS3V3L4UE6327 eigentlich die Rückspannung 
max. ist oder wie muss ich das verstehen?

von Clemens L. (c_l)


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Nano schrieb:
> Wo liegt eigentlich der Unterschied zwischen der Durchbruchspannung
> (Reverse clamping voltage) und der Rückspannung max. (Reverse working
> voltage)?

"Working voltage" ist die Spannung, bei der praktisch nichts abgeleitet 
wird, wo die Schaltung also noch "normal" arbeiten kann.

"Clamping voltage" ist die Spannung, die herauskommt, wenn die Diode 
einen großen Strom ableiten muss. Bei kleineren Strömen ist die Spannung 
näher an der working voltage. (Die restliche Spannungsdifferenz kann von 
den ESD-Dioden des µC erledigt werden; hier setzt man oft einen 
Widerstand zwischen TVS und µC-Pin ein, um den Strom zu begrenzen.)

von (prx) A. K. (prx)


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Nano schrieb:
> Die Nutzsignale sind bestenfalls wenige KHz,

In vielen Datasheets von Suppressordioden steht die Kapazität 
vorsichtshalber nicht drin. Hab aber dann doch eines gefunden, von der 
gängigen P6KE. Die kleinste davon, 6,8V, hat eine Kapazität von 4nF - 
der Wert sinkt mit der Nennspannung. Sowas sollte man im Auge behalten, 
denn damit liegt man im Bereich der Gatekapazitäten von Power-MOSFETs.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Nano schrieb:
> Wenn ich Käse rede, bitte korrigieren.

Bitte: Transil taugen nicht als Schutz an µC-Eingängen. In 99% der Fälle 
reicht ein simpler Vorwiderstand, denn Schutzdioden sind schon drin.

von lalelu (Gast)


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Da dir ja der Preis auch wichtig ist, solltest Du darüber nachdenken, 
vor welchem Szenario du deinen Controller überhaupt schützen willst.

Da ja im µC schon Schutzdioden eingebaut sind, kannst du auch erstmal 
schauen, ob die nicht schon reichen und ggf. mit einem einfachen 
Serienwiderstand den Strom durch diese begrenzen.

Falls die nicht reichen, kannst Du auch nochmal Dioden parallel zu den 
internen hängen (GND -|>|- PIN -|>|- VCC), bzw. bei Bedarf da noch mit 
Serienwiderstand und Parallelkapazität arbeiten.

von Dietrich L. (dietrichl)


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@Nano:
Zu dem Thema möchte ich mich mal zitieren:

Beitrag "Re: Ist es egal, was für eine Zenerdiode man für den IO Schutz eines µC verwendet, wenn nur die"

Mit der Lösung kannst Du viele Anforderungen erfüllen; welche ist im 
Wesentlichen eine Frage der Dimensionierung und des Weglassen von 
Bauteilen.

von eagle user (Gast)


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zwar auch SMD, aber nett: PESD3V3L4UG
 * 4 Dioden in einem Gehäuse
 * max. 28pF
 * 4 Cent/Pin bei RS

Beitrag #5219801 wurde vom Autor gelöscht.
von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Bei echten ESD hat man Risetime von vielleicht 10ns auf 30KV mit Rsource 
ein paar Kohm aus 200pF. Da zählt jedes cm Leitungslange. Nein, der 
interne Schutz der Chips reicht da nicht!!! Das sind dann die Fälle, wo 
einer ein Gerät angefasst hat und es sofort ausfällt ohne sichtbaren 
Schaden.

von Achim H. (anymouse)


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Auf Reichelt findet man unter dem Stichwort "Überspannungs-schutzdioden" 
auch etliche Modelle, sogar THT. Allerdings nicht für 3,3V, sondern 
minimalst 5V, TNT sogar erst ab 6,4V. Andererseits könnte DANACH die 
µC-interne Beschaltung ausreichen.

von lalelu (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Bei echten ESD hat man Risetime von vielleicht 10ns auf 30KV mit Rsource
> ein paar Kohm aus 200pF. Da zählt jedes cm Leitungslange. Nein, der
> interne Schutz der Chips reicht da nicht!!! Das sind dann die Fälle, wo
> einer ein Gerät angefasst hat und es sofort ausfällt ohne sichtbaren
> Schaden.

Ist halt die Frage, was als realistisches Szenario betrachtet wird.
Wenns ums anfassen geht, würde ich das Human Body Model [1] nehmen und 
halt nicht ganz auf Kante nähen. Dort ist die Rede von bis etwa 10kV, 
100pF und 1,5k Serienwiderstand. Das ist dann ein Tau von 150ns (bei 
10kV also etwa 7kV nach 150ns, deutlich weniger wie Du als "echten ESD" 
bezeichnest).

Und natürlich gibt es auch Szenarien, für die der interne Schutz reicht 
(siehe Datenblatt).

[1]: https://en.wikipedia.org/wiki/Human-body_model

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Die interne ESD-Beschaltung ist nur für den Transport und die Montage 
des Chips. Und damit ist ESD-sichere Umgebung gemeint.

Irgendwo hat mal jemand die auftretenden Impulse beim Juckeln auf einem 
Bürostuhl gemessen. Es war erschreckend. Und einige meiner Pullover sind 
auch richtige ESD-Pistolen. Das knallt richtig.

Jeder hat andere Ansprüche an Qualität und Zuverlässigkeit.

von Falk B. (falk)


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Was man auch beachten sollte. Z-Dioden/Suppressordioden mit niedriger 
Nennspannung unterhalb ca. 6V haben lausige Kennlinien. Das sind 
Bananenkurven und keine scharfen Knicke. Darum nutzt man bei solchen 
Spannungen eher eine Klemmung mit Dioden gegen GND/VCC und keine 
Z-Dioden.

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