Pytanie:
Dioda TVS przed lub za rezystorem
Piotr
2016-12-07 20:12:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dla mnie najlepszym sposobem zabezpieczenia pinu AVR jest filtr RC i dioda TVS, ale jednego nie wiem.Widziałem schematy, na których dioda TVS była przed filtrem RC, tak jak w pierwszych schematach.

schematic

symuluj ten obwód - schemat utworzony przy użyciu CircuitLab

Ale przed rezystorem jest większy prąd, więc dioda TVS będzie świecić szybciej niż w sytuacji, gdy dioda TVS będzie za RC, jak na drugim schemacie.

schematic

zasymuluj ten obwód

Pytanie brzmi: Który sposób ochrony wejścia AVR jest lepszy, pierwszy czy drugi?

Co jest napisane w arkuszu danych AVR o limitach napięcia i prądu?Brak ochrony ESD na wejściu?
Pięć odpowiedzi:
#1
+14
Puffafish
2016-12-07 20:21:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Masz trzy komponenty, które służą do ochrony AVR, ale wszystkie wykonują inną pracę.

Rezystor służy do zatrzymywania wysokich napięć w stanie ustalonym.

Kondensator ma usuwać tętnienia / RF / wolne przebiegi przejściowe.

TVS ma tłumić szybkie stany nieustalone

Aby jak najlepiej wykorzystać swoją ochronę, musisz mieć najkrótszą (o najniższej indukcyjności) ścieżkę zwrotną dla szybkich impulsów przejściowych (takich jak ESD). Aby to zrobić, montujesz TVS (najszybciej reagujące urządzenie) jak najbliżej wejścia do płyty. Kondensator byłby wtedy nieco dalej (w zależności od układu i konstrukcji), a rezystor (który radzi sobie tylko z bardzo wolnymi lub stabilnymi sytuacjami) może prawie znajdować się na pinie AVR

EDYCJA: Jak dodali niektórzy inni odpowiedzi, możesz użyć diod (głównie diod Zenera) do zaciśnięcia napięcia na szynie sygnałowej. Istotną różnicą między diodami Zenera a diodami TVS jest szybkość reakcji i rozpraszanie mocy: Zener będzie ograniczał napięcie w stanach ustalonych, ale nie będzie wychwytywał szybkich skoków z ESD lub podobnych zdarzeń. TVS zareaguje szybko i złapie skok, ale nie jest przeznaczony do obsługi ciągłego przepięcia.

#2
+7
supercat
2016-12-07 21:46:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Rezystory są przydatne przed i po TVS do różnych celów. Nasadkę można umieścić równolegle do TVS lub bezpośrednio na pinach procesora; ta ostatnia zapewni nieco lepszą ochronę, ale także spowoduje wolniejszą reakcję procesora na zmiany danych wejściowych.

Jeśli wejście do urządzenia było podłączone do naładowanego kondensatora (np. 100V) i nigdzie nie było rezystora, TVS może szybko zacisnąć do 6V, ale wewnętrzna dioda zabezpieczająca procesora miałaby bardzo dużą ilość prąd przepuszczany przez niego z jednowoltowym spadkiem. Zdecydowana większość energia z kondensatora byłaby rozproszona w TVS, ale procesor nadal absorbowałby szkodliwą ilość. Co więcej, prawie cała energia musiałby być obsługiwany przez TVS.

Dodanie rezystora między światem zewnętrznym a TVS zmniejszyłoby prąd, ale ponieważ rezystor miałby prawie 100 woltów na sobie, to przepuściłby znaczną ilość prądu i ten prąd by się skończył przepływa przez diodę zabezpieczającą chipa. Jak wyżej, TVS pomogłoby, ale pozostawić chipowi dużą ilość energii do obsługi. W tym scenariuszu większość energii byłaby rozpraszana przez rezystor, a nie przez TVS, więc TVS byłby mniej obciążony.

Umieszczenie rezystora między TVS a chipem, ale nie między TVS a świat zewnętrzny chroniłby chip pod warunkiem, że TVS byłby w stanie to zrobić skutecznie zacisnąć napięcie, bo sam rezystor miałby tylko kilka woltów w poprzek. TVS byłby jednak zajęty rozproszeniem prawie cała energia z kondensatora.

Umieszczenie rezystora po obu stronach TVS zapewniłoby zdecydowanie najlepsze wyniki ochrona. Większość energii byłaby rozproszona w pierwszym rezystorze, dzięki czemu TVS znacznie łatwiej wchłania resztę, podczas gdy druga rezystor ograniczy szczytowy prąd podawany do procesora.

schematic

symuluj ten obwód - schemat utworzony przy użyciu CircuitLab

Powyższy obwód można zasymulować, z przekaźnikami otwartymi i zamkniętymi, aby pokazać różne kombinacje rezystorów obecnych i nieobecnych.Użyj przycisku „Simulation” i zakładki „Time domain” oraz „run time domain simulation”.Górny wykres przedstawia prąd w diodzie tłumiącej i „chipie” [symulowany po prawej stronie przez diodę i rezystor do VDD].Dolny wykres przedstawia prąd płynący przez prawy rezystor zabezpieczający;to będzie zero, gdy przekaźnik zwiera rezystor, ale pokazuje prąd w miliamperach, a nie w amperach.Dodanie pierwszego rezystora znacznie zmniejsza całkowitą ilość prądu pochłanianego przez diodę tłumiącą i chip, ale tylko z pierwszym rezystorem chip nadal ma dość wysoki prąd szczytowy.Dodanie tylko drugiego rezystora chroniłoby chip całkiem dobrze, ale pozostawiłoby diodę tłumiącą pochłaniającą dużo prądu.

Dziękuję za rzetelną odpowiedź!Postanowiłem dać 2 rezystory, jeden przed TVS i jeden z tyłu
#3
+3
R Djorane
2016-12-07 20:39:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeśli zasilasz swoje urządzenie napięciem 5 V, musisz upewnić się, że napięcie wejściowe pinu pozostaje w określonym zakresie (podane w arkuszu danych). Gdy źródło napięcia wejściowego jest pobierane z tego samego zasilacza, nie musiszbardzo się tym martwić.

Ale co, jeśli AVR akceptuje sygnały cyfrowe z innych źródeł, takich jak czujniki, inne urządzenia, które są zasilane z własnych źródeł zasilania.Czy możemy być pewni, że napięcie zawsze będzie w bezpiecznych granicach?Dlatego należy użyć dwóch diod ESD (D1 i D2) zamiast jednego TVS, aby chronić układ logiczny przed przepięciami i zbyt niskim napięciem.A jeśli spodziewasz się, że napięcie wejściowe może być poza granicami, musimy dodać rezystor ograniczający prąd R1 i kondensator C1, aby utworzyć filtr RC, część rezystora służy jako rezystor ograniczający prąd, podczas gdy kondensator dodaje filtrowanie zakłóceń i odbija sygnały wejściowe. enter image description here.
Mam nadzieję, że to odpowiada na Twoje pytanie.

Możesz także użyć dwukierunkowego TVS.
Tutaj są diody Zenera do zaciskania napięcia.Diody TVS są używane do szybkiego reagowania na wysokie skoki, ale nie są przeznaczone do ciągłych przepięć.
@Puffafish, gdy wspomniałem diodę ESD, może to być dioda TVS lub dioda Zenera, ale zwykle jest to dioda TVS, która zapewnia najbardziej zoptymalizowaną równowagę między niskim napięciem zacisku a niską pojemnością.
Mam np. Przełącznik podłączony do masy z jednej strony iz drugiej linii sygnałowej podciągnięty do 5V przez wewnętrzny rezystor AVR.Istnieją transjenty od włączenia / wyłączenia przełącznika.Jak mogę uczynić go „niezniszczalnym”?Szeregowy rezystor ograniczający prąd (dla AVR 20 mA), kondensator do powolnych stanów przejściowych i dioda TVS z napięciem przerywającym> 5,1 V do ochrony przed dodatnimi skokami pomogą?AVR mają również wewnętrzne diody, ale dla prądu przewodzenia tylko 1mA.
Tak, myślę, że to pomoże, zwykle używam diody TVS o nominalnym napięciu wyłączania 5V6 na wejście od 1,2V do 5,5V.Dla ciebie, jeśli twoje wejście może obsłużyć 5 V max, dioda TVS z nominalnym napięciem wyłączającym 5V1 jest wystarczająca.
#4
+1
ka1axy
2018-05-02 17:11:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeśli umieścisz rezystor „na zewnątrz” (w kierunku źródła energii przejściowej) TVS, rozproszy on część energii przejściowej po włączeniu TVS.Umożliwi to korzystanie z mniejszego (niższej klasy energetycznej) TVS.

Spójrz na to w ten sposób:

  1. Występuje stan nieustalony i nie ma przepływu prądu, ale po obu stronach rezystora pojawia się wysokie napięcie.
  2. TVS widzi to wysokie napięcie i przewodzi prąd do masy.
  3. To właściwie zwarcie, więc teraz prąd zaczyna płynąć przez rezystor i TVS do masy.
  4. Straty IR w rezystorze rozpraszają stan nieustalony w postaci ciepła
  5. Maksymalny prąd widziany przez TVS jest ograniczony do V (przejściowe) / R
#5
  0
Adam Calvet Bohl
2016-12-07 20:18:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Drugi.

Dzięki takiemu układowi chronisz mikrokontroler przed uszkodzeniem, a także zabezpieczasz sygnał wejściowy przed zwarciem do masy przez TVS, gdy stabilizuje on stan przejściowy.

Edit:

@Puffafish ma rację.Najlepszą ochronę uzyskasz umieszczając TVS na wejściu sygnału.Więc pierwszy układ jest lepszy.

W każdym razie, umieszczenie rezystora przed TVS ma tę zaletę, że chroni sygnał wejściowy (i sam TVS).



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...