Hallo, ich habe mehrere Fragen zur Auswahl von TVS Dioden und dem Thema des ESD Schutzes. Wie ist der richtige Vorgang zur Auswahl der TVS Dioden? Wenn man z.B. 3.3V Signale hat und diese schützen möchte, verwendet man eine Diode Arbeitsspannung von 3,3V für 5V die 5V Arbeitsspannung so weit, so gut. Welche Überschlagsspannung soll verwendet werden? Wie kommt man auf die Werte? Das Kleist mögliche? Und welche Spitzenimpuls-Verlustleistung soll man verwenden? Bzw. wie berechnet man das richtig. Welche Annahmewerte sind für die Praxis relevant ( z.B. Spannung vom Impuls) Brauchen TVS Dioden einen Vorwiderstand, damit sie nicht durchbrennen? Ich würde TVS gerne für Digitale Ein- und Ausgänge verwenden sowie für die Hauptversorgung einer Schaltung. Ist das der richtige weg oder gibt es bessere und einfachere Lösungen? Gibt es Faustformeln zur Auswahl im Bereich 3,3V bis 24V Und hat jemand Typen von Dioden, die gut funktionieren und auch von der Baugröße gut lötbar sind, aber trdm SMD. Ich hoffe, mir kann dabei jmd. helfen. Danke
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a) eine TVS muss auf eine Spannung begrenzen, die der Eingang noch maximal vertragt. Ist der 3.3V Eingang 5V tolerant und hat ein absolute maximum rating von 6V reicht wohl eine 5V1. b) nichts hilft gegen Alles. Man muss sich überlegen, welche Überspannung maximal reinkommt und was die Schaltung aushalten soll, z.B. die ESD Normwerte, und dazu den Schutz ausreichend robust auslegen. c) selten passen TVS als Lösung. Oft ist ein Vorwiderstand vor Eingängen mit internen Schutzdioden besser, oder ein Spannungsregler und ein Elko der die Energie des Impulses aufnimmt ohne zu sehr in der Spannung anzusteigen. Ausgänge sind i.A. niederohmig und müssen nicht geschützt weden.
Christoph N. schrieb: > Brauchen TVS Dioden einen Vorwiderstand, damit sie nicht durchbrennen? Klar, nur dann brennt eben das durch was die TVS hätte schützen sollen. Christoph N. schrieb: > Faustformeln Schau ins DB. Schau Dir an welche Vorwärtsspannung bei welchem Ableitstrom. Was ist zu erwarten, wogegen muss die noch zerstörungsfrei schützen? Wie lange kann die Diode das bis sie stirbt, kann Deine Schaltung das ab? Fausformeln und Prosa helfen nicht.
Für 3,3V Digitalsignale brauchst du ein Schutz-IC, die zwei serielle Dioden + Z-Diode haben, wie sie für USB-ESD-Schutz verwendet werden. Hilft aber nur gegen ESD. Für Burst, Surge haben die zu wenig Leistung. Weil. 1.) TVS eine zu hohe Kapazität haben, besonders wenn 0V angelegt wird. 2.) Bei TVS 5V die niedrigste Spannung ist und bei maximalem Strompuls locker 8V und mehr stehen bleiben. Da ist deine 3,3V-Logik längst hinüber, selbst wenn sie 5V-tolerant wäre. TVS brauchen keinen Vorwiderstand, die sie sind so gebaut, dass sie bei Überlastung einen dauerhaften Kurzschluss machen. 5V-Versorgung damit zu schützen ist auch nicht einfach. Am Besten zweistufig. 5V-TVS + danach Widerstand und Z-Diode + >= 10µF Keramik Tantal Polymer. Aber wie schon geschrieben wurde, musst du wissen gegen was du schützen möchtest. Gegen ESD ist einfach und klein. Gegen Blitz kann man machen, dann wird es aber aufwendig - je nach empfindlichkeit deiner Schaltung. Maximum Rating anschauen.
Für 3,3V-Datenleitungen z.B.: Würth WE-TVS TVS Diode – High Speed Series 82400102 oder andere Hersteller.
Hallo vielen Dank für die Antwort. Mir geht's da um Basis-Schutz, der für eine EMV notwendig ist. Die Schaltungen, die ich bis jetzt erstellt habe, funktionieren einwandfrei auch ohne den extra ESD Schutz. Alex schrieb: > Am Besten zweistufig. 5V-TVS + danach Widerstand und Z-Diode + >= 10µF > Keramik Tantal Polymer. Hört sich für mich logisch, an, aber ist eben schwer umzusetzen, vor allem wenn es in Richtung WS2812 Matrix Panel geht, welche gleich mal mehrere Ampere an Strom ziehen ... Alex schrieb: > Aber wie schon geschrieben wurde, musst du wissen gegen was du schützen > möchtest Da fängt das Ganze an, ich bin leider nur ganz oberflächlich in dem Thema drinnen, da ich es zuvor nicht benötigt habe, aufgrund dessen das ich auch keine EMV bzw. CE für meine Prototypen benötigt habe.
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Eine elektostatische Entladung liegt ja nicht dauerhaft an, deswegen legt man die Begrenzung auch nicht daraufhin aus das da 1 Minute einige kV anliegen. So einen ESD Impuls kann so einen TVS also schon ab. Aber 12V auf der 3,3V Leitung kann schon eher und länger auftreten und das muss auch längere Zeit überstanden werden bzw. auch mal eine Sicherung auslösen. Also hier ist dann schon ein Begrenzungswiderstand und/oder Sicherung angesagt, ich verwende hier gerne eine Drossel mit entsprechendem hohem Widerstand die zugleich mit dem Kondensator ein RC Filterglied ergibt und danach eben die klassische Z-Diode. Mittels Kerko, kann man den ESD-Impuls aber so weit belasten das dieser bereits unter 100V zusammenbricht. Schau dir mal an wie das im Automotiv Bereich gemacht wird. Also Schaltpläne der Megasquirt Einspritzanlage. Die haben meist ein RC Glied an den Eingängen des µCs. So begrenzt der Widerstand der Kerko zieht es nochmal weiter runter und den Rest würden die internen Dioden übernehmen falls da noch was durchkommen sollte.
Christoph N. schrieb: > Die Schaltungen, die ich bis jetzt erstellt habe, funktionieren > einwandfrei auch ohne den extra ESD Schutz. So ist das, weil die Pins der allermeisten Mikrochips bereits über interne Schutzdioden verfügen. Es gibt nur noch wenige Mikrochips, die gleich kaputt gehen, wenn man sie direkt anfasst. Dementsprechend ist in Consumer Elektronik (die nur 2 Jahre halten soll) oft überhaupt kein spezieller ESD Schutz mehr vorhanden. Bei kleinen MOSFET Transistoren sieht das schon anders aus, die sind empfindlicher. Abstrahlung und Reaktion auf HF Störungen ist hingegen ein Thema, das zunehmend wichtiger wird. Wenn man Ein- und Ausgänge mit Tiefpässen versieht (IBM verwendete z.B. 33Ω 220pF am Drucker-Port) hat man schon viel gewonnen. Bei PWM Dimmern (und Drehzahlstellern) wird das Thema leider viel zu oft vernachlässigt. Lesenswerter Artikel: https://www.st.com/resource/en/application_note/an5612-esd-protection-of-stm32-mcus-and-mpus-stmicroelectronics.pdf
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