µC oder generell ICs: Rückwärtsstrom über Eingangsschutzdioden möglich?

JGP schrieb:

> (...) Nämlich für den Fall, dass der µC abeschaltet wird, also
> stromlos ist. Ist es dann nicht so, dass die Schutzdioden die immer noch
> anliegende Eingangsspannung reverse nach VCC durchleiten, d.h. der µC
> immer noch Spannung hat?

Ja, das passiert. Über R1 und D2 speist Du in Uref, bzw über R1 und die 
internen ESD-Schutzstrukturen in die VDD bzw Vio des Mikrocontrollers.

Wenn der Controller stromlos ist, kann er anlaufen. Ein externer 
Spannungsregler mit Reset-Ausgang hält dann aber den Reset aktiv.

Wenn die Uref (bzw VDD) nur schwach belastet ist (Controller im Stop 
Mode, <20 µA), dann kann Dir auch die VDD hochlaufen. In diesem Fall 
brauchst Du eine Z-Diode zum Ableiten.

Das Problem fiel mir nur eben gerade so auf. Also es ist tatsächlich so.

In meinem Fall sind die Widerstände zuu hoch (ca. 30K), um im Betrieb zu 
einer Anhebeung von VCC zu führen. Da mache ich mir keine Sorgen. Nur 
wenn VCC ganz weg ist, und VCC ohnehin (weil CMOS-HW) wenig belastet 
ist.

Welche Lösungen gibt es denn in der Praxis? "µC anlassen" ist für mich 
keine Option; wie gesagt, gibt es Situationen, wo man ihn ausschalten 
will.


soul e. schrieb:
> In diesem Fall brauchst Du eine Z-Diode zum Ableiten.


Wie soll die Diode denn geschaltet sein? Bin für einen Tipp oder eine 
Skizze dankbar

JGP schrieb:
> Wie soll die Diode denn geschaltet sein? Bin für einen Tipp oder eine
> Skizze dankbar

Ein Stück meiner Schaltung, wenn du so eine Z-Diode meinst. Aber das 
hilft ja nichts, weil Spannung über 4V7 dann trotzdem noch rückwärts 
laufen kann.

Hi

>Eingangsschutzdioden haben einenm Maximalstrom (siehe Datenblatt,
>maximler Strom per I/O Pin).

>Aber weild as durchaus mal 40mA oder gar 100mA sein können, ...

Bei AVRs wird 1mA maximum für Clamping Dioden angegeben (AppNote 
AVR182).

MfG Spess

Ich frage mich, ob nicht bei dem Thema klargestellt werden müsste, in 
welcher Weise VCC genau "abgeschaltet" wird. Bzw. ob es nicht eine 
Lösung wäre, eben das genau festzulegen.

Also, ob VCC dann etwa (extrem) hochohmig an einem Potential hängt, - es 
mag ja Ground oder VCC sein -, oder vielleicht sogar "in der Luft" hängt 
(was ja einem extrem hohen Widerstand zu jedwedem Potential in der 
Schaltung entspräche). Ein Netzteil, dass man abschaltet wird wohl in 
der Regel VCC hochohmig mit Ground verbinden.

Ich überlege dabei, ob nicht jedwedes Potential deutlich unter der 
nötigen VCC an den Klemmdioden (egal ob nun die externen oder internen) 
hinreichend wäre um den uC nicht ungewollt in Betrieb zu setzen.

Ich kann die internen Schutzdioden nicht von VCC resp. Gnd trennen.
Aber könnte man nicht einfach VCC beim "abschalten" niederohmig auf Gnd 
legen? Dann träte, je nach Innenwiderstand der Quelle, doch maximal die 
Flussspannung der Klemmdiode auf. Klar, das gibt Schaltungsaufwand, weil 
ich VCC des UC gleichzeitig hochohmig vom Netzteil trennen müsste.
Das selbe könnte man ja mit etwaigen externen Klemmdioden auch tun.

Nur so ein Gedanke dazu. Vielleicht mag das jemand kommentieren.

JGP schrieb:

> soul e. schrieb:
>> In diesem Fall brauchst Du eine Z-Diode zum Ableiten.
>
> Wie soll die Diode denn geschaltet sein? Bin für einen Tipp oder eine
> Skizze dankbar

Na von VCC nach Masse. Der Anstieg der VDD soll ja begrenzt werden, so 
dass die absolute maximum ratings des Controllers nicht überschritten 
werden.


> Aber könnte man nicht einfach VCC beim "abschalten" niederohmig auf Gnd
> legen? Dann träte, je nach Innenwiderstand der Quelle, doch maximal die
> Flussspannung der Klemmdiode auf.

Klar, das könnte man machen. Eigentlich reicht es wenn an der 
(abgeschalteten) VCC mehr Strom gezogen wird als der fehlerbehaftete 
Eingang einspeist. Diese Aufgabe könnte die Power-LED übernehmen, oder 
ein Lastwiderstand (der dann natürlich im Normalbetrieb bei 
eingeschalteter VCC die Stromaufnahme erhöht).

Theor schrieb:
> Ich frage mich, ob nicht bei dem Thema klargestellt werden müsste, in
> welcher Weise VCC genau "abgeschaltet" wird.

Per Relais, DC-seitig. Das Relais befindet sich auf der Platine.

Theor schrieb:
> Aber könnte man nicht einfach VCC beim "abschalten" niederohmig auf Gnd
> legen?

So war meine Idee. Am Relais ist noch 1xUM frei. Ich wollte den Öffner 
gegen GND auf die Eingänge legen, so wie im Bild. Die Platine ist schon 
fast geroutet. Aber irgendwie fand ich das dann albern, zu viel 
Overhead.

soul e. schrieb:

> Klar, das könnte man machen. Eigentlich reicht es wenn an der
> (abgeschalteten) VCC mehr Strom gezogen wird als der fehlerbehaftete
> Eingang einspeist. Diese Aufgabe könnte die Power-LED übernehmen, oder
> ein Lastwiderstand (der dann natürlich im Normalbetrieb bei
> eingeschalteter VCC die Stromaufnahme erhöht).

Vielleicht kann man, mit dem Relais, auch VCC auf GND legen. Mit einem 
1K Widerstand entlädt der Elko kultiviert und der Widerstand ist noch 
klein genug, um evt. fremteingespeiste Spannung unter kritischem Niveau 
zu halten. Bei meiner Schaltung geht das halt, weil das Relais VCC über 
Schließer schaltet. GND via Öffner auf VCC ist also auf jeden Fall 
betriebssicher.

JGP schrieb:
> Welche Lösungen gibt es denn in der Praxis? "µC anlassen" ist für mich
> keine Option; wie gesagt, gibt es Situationen, wo man ihn ausschalten
> will.

Du könntest einen logic level N-Kanal-FET in den Spannungsteiler 
schalten (Gate an VCC).
Wenn VCC nahe 0V ist ist der FET gesperrt.
Natürlich ist der Meßbereich auf VCC abzüglich Gate-Drain Spannung am 
ADC-Eingang limitiert.

siehe Batteriewächter

https://www.mikrocontroller.net/articles/Batteriew%C3%A4chter#Prozessorteil

Gruß Anja

JGP schrieb:
> Im Bild eine typische Schutzschaltung für den Fall, dass ein (z.B.
> analoger) Eingang eines µC an 12V angeschlossen wird.

Ohne Angabe von Werten lässt sich wenig über die Schutzwirkung sagen. 
Wie hoch sind die Zenerspannungen und wie hoch ist Uref, wie groß sind 
die Widerstände und wogegen sollen die Dioden schützen?
Die Zenerdioden verbiegen dir die Kennlinie.
In Durchlassrichtung ist D1 ziemlich wirkungslos, weil immer noch ein 
erheblicher Stromanteil über die interne Schutzdiode fließen kann. Ohne 
einen Schutzwiderstand zwischen deinen Dioden und dem Eingang des µC tut 
es ein Spannungsteiler genauso.

JGP schrieb:
> Ist es dann nicht so, dass die Schutzdioden die immer noch
> anliegende Eingangsspannung reverse nach VCC durchleiten, d.h. der µC
> immer noch Spannung hat?

Das ist so, hab schon Controller so betrieben, wenn auch unabsichtlich.

soul e. schrieb:
> Ein externer
> Spannungsregler mit Reset-Ausgang hält dann aber den Reset aktiv.

Wie soll er das machen wenn der Strom von der anderen Seite kommt?

Lothar M. schrieb:
> So in etwa mache ich das: vor den Eingang des µC einen recht hochohmigen
> Serienwiderstand schalten und zwischen Vcc und GND eine "Grundlast" z.B.
> rote LED als Betriebsspannungsanzeige zu schalten. Dann reicht der Strom
> durch diesen Eingangsvorwiderstand nicht mehr aus, den µC zu versorgen
> und der bleibt im BrownOut.

Bei 10 Eingängen wird aus 10K Serienwiderstand 1K.

Bei 1K Lastwiderstand bleiben dann noch "brutto" 2,5V VCC übrig, abzgl. 
um gut 3V UF der Schutzdioden.

Bei 20 Eingängen ...

Scheint ein echtes Problem zu sein mit den Schutzdioden.