AVR Port schützen vor höherer Spannung

OP Persönliche Seite #796503
Wollte mit dem ADC einige Spannungen messen, kann aber nicht 
garantieren, das immer max 5V anliegen.

Daher habe ich folgende Schaltung vorgesehen, sozusagen als erweiterung 
der internen Schutzbeschaltung.
Seh ich das richtig das ich auf diese Weise ganz gut beraten sein sollte 
bis 40V? (Datenblatt der Diode im nächsten Beitrag) oder übersehe ich da 
was? Würde halt ungern den AVR Port beschädigen.
Angehängte Dateien:
(Firma: TravelRec.) Persönliche Seite
Kann man so machen. Wenn Du eine BAR43B-Doppeldiode nimmst, hast Du nur 
ein Bauteil neben dem Widerstand. Die BAR43B kann bis zu 100mA 
wegstecken (R gegebenenfalls etwas erhöhen). Du mußt aber bedenken, daß 
Ströme, die durch die Dioden abgeleitet werden, Deine Betriebsspannung 
unzulässig erhöhen können. Deshalb macht es Sinn, den Widerstand so groß 
wie möglich zu machen und den ADC-Port mittels Kondensator zu 
stabilisieren, wodurch allerdings nur langsame Signale erfaßt werden 
können.
Sollte gehen. Ich würde allerdings noch einen kleinen Widerstand 
zwischen (um die 100Ohm) die Schaltung und den AVR Pin packen, denn die 
Flussspannung der Diode lässt die Spannung etwas über die 
Betriebsspannung ansteigen. Der Widerstand begrenzt dann den Strom.

Allerdings sollte man beachten, dass der Strom der über die Dioden 
abfließt, der Betriebsspannung zugeführt wird. Wenn man bei dieser 
Schaltung also wirklich 40V draufgeben würde, dann würden erstmal 115mA 
fließen. Wenn an der 5V Leitung weniger Strom benötigt wird, steigt die 
5V und der Controller stirbt dann an Überspannung.
@ Travel Rec. (travelrec) Benutzerseite

>Kann man so machen.

Glaub ich nicht. Bei 40V Eingangsspannung fliessen knackige 116mA durch 
die obere Diode. Da is nix mehr mit 0,7V Flußspannung. Und damit leiten 
dann auch die internen Schutzdioden und bekommen massiv Strom ab. Hier 
muss sowohl eine Schottky-Diode als auch ein wesentlich grösserer 
Widerstand her. 3K++

MfG
Falk
(Firma: TravelRec.) Persönliche Seite
Falk schrieb:
>Bei 40V Eingangsspannung fliessen knackige 116mA durch
>die obere Diode. Da is nix mehr mit 0,7V Flußspannung.

Die BAR43B, die ich vorschlug, ist eine Schottky. Ebenso erwähnte ich, 
die Erhöhung des Vorwiderstandes in Erwägung zu ziehen.

@Läubi:
>Okay, Z-Diode hab ich hier 5.1V... aber braucht die auch nen
>Vorwiederstand?

5.1V ist zu viel. Und natürlich braucht eine Z-Diode einen 
Vorwiderstand.
Travel Rec. wrote:

> 5.1V ist zu viel. Und natürlich braucht eine Z-Diode einen
> Vorwiderstand.

Nein, damit macht man sich die  Z-Diode doch wieder kaputt. Die Z-Diode 
kommt direkt parallel zu den 5V und begrenzt diese, falls die 
Schutzdioden zuviel Strom in die 5V einspeisen.

Wobei man das sogar noch verbessern kann:
Eine Möglichkeit wäre, die Schutzdioden nicht an 5V anzuschließen, 
sondern nur an eine Z-Diode. Somit wird die Überspannung nicht in den 5V 
Kreis eingespeißt, sondern direkt in der Z Diode verheizt. Dann kann man 
auch eine 4,7V Z-Diode nehmen und kommt so auf knapp über 5V.

Theoretisch würde auch eine einzelne Z-Diode gegen GND (anstelle der 
beiden Dioden gegen GND und 5V) reichen. Allerdings ist die Lösung aus 2 
Schottkydioden + Z-Diode besser, wenn die Frequenzen auf der Leitung 
hoch sind.
Gast
So hat die Zenerdiode keinen Sinn. Die parallel geschaltete Diode 
übernimmt die ganze Arbeit. Wie soll sich denn an der Anode eine 
Spannung von über 10V einstellen?

MW
@  Benedikt K. (benedikt)

>>  R2 ist überflüssig.

>Wirklich ?

Ja. D1/D2 sind 3A Schottkydioden, die haben bei den durch R1 auf ~10mA 
begrenzten Strom max. 300mV Flußspannung. Damit wird die Spannung auf 
Vcc+0,3V   begrenzt. Vcc+0,5 ist zulässig gemäss Datenblatt.

>begrenzt der Widerstand den Strom.

Das macht bei richtiger Dimensionierung R1.

MFG
Falk

P.S. Wenn man sie die dritte Version anschaut kann man auch D1/D2 
weglassen ;-)
Falk Brunner wrote:

> P.S. Wenn man sie die dritte Version anschaut kann man auch D1/D2
> weglassen ;-)

Ja, eigentlich schon. Allerdings sind Z-Dioden afaik relativ langsam, 
bzw. haben eine hohe Kapazität, was vor allem bei Signalen im MHz 
Bereich stört. Daher verwendet man Dioden um die Z-Diode AC mäßig quasi 
abzutrennen.

Für Signale mit wenigen kHz sind Transzorb oder Supressordioden oder wie 
auch immer die heißen, optimal. Nur 1nF Kapazität ist halt nix für hohe 
Frequenzen. Dafür können diese Dioden aber teilweise einige kW 
kurzzeitig ableiten.
Gast
Ist denn deine Spannungsquelle so hochohmig, dass du einen so niedrigen 
Eingangswiderstand nehmen musst? Wenn ich einen Port schützen muss, 
nehme ich 50 bis 100KOhm. Und dann reichen die eingebauten Schutzdioden 
mit 1 mA Belastung.

MW

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