Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik TVS1 vs. TVS2


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von TVS (Gast)


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Hallo zusammen,

ist die TVS-Diode Nr.1 in der Funktion gleich mit TVS-Diode Nr.2 ?
Welchen Vorteil habe ich durch die TVS-Diode Nr.2 ? z.B. eine niedrige 
Eingangskapazität ?

Danke :-)

Beitrag #5423089 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Falk B. (falk)


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@TVS (Gast)

>ist die TVS-Diode Nr.1 in der Funktion gleich mit TVS-Diode Nr.2 ?

Nicht ganz.

>Welchen Vorteil habe ich durch die TVS-Diode Nr.2 ? z.B. eine niedrige
>Eingangskapazität ?

Nö, das ist TVS1, denn dort bekommen die Dioden an den Signalen eine 
Vorspannung über VP, damit ist die eher hohe Kapazität der Z-Diode 
unwirksam.

Ich würde TVS1 nehmen. TVS2 hat sicher auch ihre Berechtigung, wenn die 
Signalfrequenzen kleiner oder die Bauteile kapazitätsärmer sind. Da gibt 
es heute schon sehr gute Dioden für sowas.

von Achim H. (anymouse)


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Bei TVS1 kann es passieren, dass Ableitströme von CH1 zunächst nach Vp 
fließen. Bei TVS2 fließen diese immer nach Vn.

von M.A. S. (mse2)


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Falk B. schrieb:
> Nö, das ist TVS1, denn dort bekommen die Dioden an den Signalen eine
> Vorspannung über VP, damit ist die eher hohe Kapazität der Z-Diode
> unwirksam.

Die 'relativ hohe Kapazität der Z-Diode' ist in beiden Varianten vom 
Eingang aus nicht sichtbar, da hier normale Dioden in Reihe geschaltet 
sind, deren Kapazitäten typischer Weise wesentlich geringer sind. (Die 
Gesamtkapazität der Reihenschaltung ist geringer als die der kleinsten 
Teilkapazität.)

Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Varianten ist der, dass 
eine positive Überspannung bei (1) über die normale Diode auf die 
Betriebsspannung geschaltet wird, d.h. die Betriebsspannung geht mit 
nach oben (auf das durch die Z-Diode begrenzte Maß).

Hat man Eingänge, die Pegel verkraften, welche über der Betriebsspannung 
liegen (z.B. 5V-tolerante Eingänge von 3,3V-Digital-ICs), dann kommt (1) 
nicht in Frage, weil dann beim Anlegen von 5V sofort (und nicht erst bei 
einer ESD) Strom über die Diode nach Vcc (3,3V) fließen würde.

von Falk B. (falk)


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@M.A. S. (mse2)

>> Nö, das ist TVS1, denn dort bekommen die Dioden an den Signalen eine
>> Vorspannung über VP, damit ist die eher hohe Kapazität der Z-Diode
>> unwirksam.

>Die 'relativ hohe Kapazität der Z-Diode' ist in beiden Varianten vom
>Eingang aus nicht sichtbar, da hier normale Dioden in Reihe geschaltet
>sind,

Das stimmt so nicht!

> deren Kapazitäten typischer Weise wesentlich geringer sind.

Das stimmt.

>(Die
>Gesamtkapazität der Reihenschaltung ist geringer als die der kleinsten
>Teilkapazität.)

Das gilt hier nicht, weil das IO-Signal bei TVS2 immer wieder die 
Z-Diode mit ihrer Kapazität aufladen muss, denn in Vorwärtsrichtung 
fließt ordentlich Strom durch die obere Diode, wenn das Signal von LOW 
auf HIGH wechselt. Und die Spannung bleibt auf der Z-Diode im 
allgemeinen NICHT erhalten, denn sie wird durch Leckströme entladen. All 
das verhindert man mit einer externen Vorspannung in TVS1. Die 
Reihenschaltung der Sperrschichtkapazitäten funktioniert hier nicht.

von M.A. S. (mse2)


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Falk B. schrieb:
> Das gilt hier nicht, weil das IO-Signal bei TVS2 immer wieder die
> Z-Diode mit ihrer Kapazität aufladen muss, denn in Vorwärtsrichtung
> fließt ordentlich Strom durch die obere Diode, wenn das Signal von LOW
> auf HIGH wechselt. Und die Spannung bleibt auf der Z-Diode im
> allgemeinen NICHT erhalten, denn sie wird durch Leckströme entladen. All
> das verhindert man mit einer externen Vorspannung in TVS1. Die
> Reihenschaltung der Sperrschichtkapazitäten funktioniert hier nicht.

Ui, stimmt! So habe ich das noch nie betrachtet. Wieder etwas 
dazugelernt. Danke!

von TVS (Gast)


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M.A. S. schrieb:
> Wieder etwas
> dazugelernt. Danke!

Danke ich auch :-)

von Jim M. (turboj)


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TVS schrieb:
> Welchen Vorteil habe ich durch die TVS-Diode Nr.2

TVS2 funktioniert auch bei fehlender Betriebsspanunng, wie es z.B. die 
I²C Spezifikation fordert IIRC. Hintergrund ist das der Bus auch 
funktionieren soll wenn ein paar Slaves keine Spannungsversorgung haben. 
TVS1 würde Dir den Bus auf ~0V ziehen.

Aaaber:  Moderne µC GPIOs erlauben meist nur so VCC+0.5V, also müsste 
man TVS1 benutzen. Bei TVS2 könnten dir dan die GPIOs durchbrennen falls 
dort Spannung ohne VCC anliegt.

von Halbliter (Gast)


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Bei TVS2 ist der Fall der Fälle bis zu 3x möglich: die 3 ZDioden können 
unabhängig voneinander deraten resp. kaputtgehen, ohne die anderen zu 
schützende Signale/Vp zu beeinflussen.

Ist bei TVS1 die ZDiode hin, sind alle 3 zu Schützende Signale/Vp einem 
weiteren Uberspannungsereignis ausgeliefert.

In beiden Fällen muss das TVS-Bauteil "nach einem Ereignis" ohnehin 
gewechselt werden, auch wenn bei TVS2 zwei Drittel noch heile wären...

von TVS (Gast)


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Jim M. schrieb:
> Hintergrund ist das der Bus auch
> funktionieren soll wenn ein paar Slaves keine Spannungsversorgung haben.
> TVS1 würde Dir den Bus auf ~0V ziehen.

wieder was gelernt :-) Danke

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