TVS ESD Schutz

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.

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.

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.