Überspannungsschutz für Analogeingänge eines uC

[Helmut Neemann]

Hallo,

ich möchte die Analogeingänge eines uC (ATmega16) gegen Überspannung im
Bereich -16V bis +16V schützen. Im Moment neige ich dazu die
Eingangsleitung mit zwei 1N4448 mit GND und +5V zu verbinden. Wenn noch
ein 100K Vorwiderstand benutzt wird, kann die Spannung am Eingang den
Bereich von -0.5V bis +5.5V nicht verlassen.

Gibt es für dieses Problem eine bessere Lösung?

mfg
Helmut

 

[MaWin]

Helmut Neemann <h.neemann@tu-bs.de> schrieb im Beitrag <bgp2t3$qrsv8$2@ID-148816.news.uni-berlin.de>...

ich möchte die Analogeingänge eines uC (ATmega16) gegen Überspannung im
Bereich -16V bis +16V schützen. Im Moment neige ich dazu die
Eingangsleitung mit zwei 1N4448 mit GND und +5V zu verbinden. Wenn noch
ein 100K Vorwiderstand benutzt wird, kann die Spannung am Eingang den
Bereich von -0.5V bis +5.5V nicht verlassen.

Gibt es für dieses Problem eine bessere Lösung?

Solche Dioden sind schon im Atmel drin, 100k reichen also

weil der Strom bei 16V niedrig genaug bliebt (unter dem
Ltach-Up Strom)
aber bei 100k sind die Analogmessungen nicht mehr genau.
Mach 10nF an den Eingang nach Masse.

Oder nimm 2 Schottky-Dioden (die haben weniger Flusspannung
als die eingebauten Dioden und uebernehmen daher tatsaechlich
den Strom, bei 1N4448 ist das nicht garantiert, die koennen
auch hoehere Flusspannung haben als die eingebauten und nuetzen
dann gar nichts) und 100 Ohm.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Claus Giebert]

Hallo,
falls Du wirklich eine bessere Lösung willst schau Dir Bauelemente wie:
Bat54S
Bav99
an. Dual schottky und in SMD. Werden auch gern für ESD Schutz genommen.
Allerdings hat MaWin Recht: bei 100K Vorwiderstand brauchst Du die nicht.
Allerdings bin ich kein Fan dieser Lösung, da hier wohl im Anschaltmoment am
Substrat eine negative Spannung anliegen kann. Ich hab mir bei dem folgenden
LATCH-UP an einem AT89C2051 schon mal 'ne Brandblase geholt. Mag ja sein das
Atmel den Prozess bei anderen Familien besser im Griff hat.

mfg
Claus

 

[Helmut Neemann]

MaWin schrieb:

Solche Dioden sind schon im Atmel drin, 100k reichen also
weil der Strom bei 16V niedrig genaug bliebt (unter dem
Ltach-Up Strom)
aber bei 100k sind die Analogmessungen nicht mehr genau.
Mach 10nF an den Eingang nach Masse.

Oder nimm 2 Schottky-Dioden (die haben weniger Flusspannung
als die eingebauten Dioden und uebernehmen daher tatsaechlich
den Strom, bei 1N4448 ist das nicht garantiert, die koennen
auch hoehere Flusspannung haben als die eingebauten und nuetzen
dann gar nichts) und 100 Ohm.

Solche Dioden sind schon im Atmel drin? Steht darüber was im Datenblatt?
Ich habe nichts gefunden, außer der Information, dass die maximal
zulässige Eingangsspannung zwischen -0.5V und +5.5V liegt. Sind die
Eigenschaften dieser Dioden irgendwo spezifiziert?
Ich habe auch schon an Schottky-Dioden gedacht, aber dann festgestellt,
dass die einen vergleichsweise hohen Strom in Sperrichtung durchlassen.
Daher habe ich gedacht das die für meine Zwecke nicht so gut geeignet
sind. Ich befürchtete, dass dieser Strom in Sperrichtung die Messung
eher verfälscht. Die 1N4448 lassen in Sperrichtung nur 25nA durch.
Welchen Schottky-Dioden-Typ würdest du verwenden?

mfg
Helmut

 

[Axel Schwenke]

Helmut Neemann <h.neemann@tu-bs.de> wrote:

MaWin schrieb:

Solche Dioden sind schon im Atmel drin, 100k reichen also
weil der Strom bei 16V niedrig genaug bliebt (unter dem
Ltach-Up Strom)
aber bei 100k sind die Analogmessungen nicht mehr genau.
Mach 10nF an den Eingang nach Masse.

Oder nimm 2 Schottky-Dioden ...

Solche Dioden sind schon im Atmel drin?

Die sind an jedem CMOS-Eingang. Belastbarkeit wenige mA. Such halt
im Datenblatt. Manchmal sind die Daten etwas versteckt. Die Sperr-
ströme etwa unter "input leakage current".

Ich habe nichts gefunden, außer der Information, dass die maximal
zulässige Eingangsspannung zwischen -0.5V und +5.5V liegt.

Ja. Weil außerhalb diese Dioden leiten und man erstmal davon ausgehen
muß, daß es eben keine Strombegrenzung gibt.

Ich habe auch schon an Schottky-Dioden gedacht, aber dann festgestellt,
dass die einen vergleichsweise hohen Strom in Sperrichtung durchlassen.

Traditionell nimmt man JFETs dafür. Die haben besonders kleine
Sperrströme.


XL
--
Das ist halt der Unterschied: Unix ist ein Betriebssystem mit Tradition,
die anderen sind einfach von sich aus unlogisch. -- Anselm Lingnau

 

[MaWin]

Helmut Neemann <h.neemann@tu-bs.de> schrieb im Beitrag <bgpau3$r7dmj$2@ID-148816.news.uni-berlin.de>...

Welchen Schottky-Dioden-Typ würdest du verwenden?

BAT48 oder so.

Ich habe auch schon an Schottky-Dioden gedacht, aber dann festgestellt,
dass die einen vergleichsweise hohen Strom in Sperrichtung durchlassen.

Daher habe ich nicht 100kOhm, sondern 100 Ohm in Kombination mit den
Schottky-Dioden vorgeschlagen.

Solche Dioden sind schon im Atmel drin? Steht darüber was im Datenblatt?

Sicher, genau hier:

außer der Information, dass die maximal
zulässige Eingangsspannung zwischen -0.5V und +5.5V liegt. Sind die
Eigenschaften dieser Dioden irgendwo spezifiziert?

Es gibt noch Inpult leakage und maximum current per I/O-Pin,
die diese Dioden mit spezifizieren.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Stefan Ernst]

Helmut Neemann wrote:

Solche Dioden sind schon im Atmel drin? Steht darüber was im Datenblatt?

Siehe Seite 47:
"All I/O pins have protection diodes to both VCC and Ground as
indicated in Figure 22. Refer to 'Electrical Characteristics'
on page 285 for a complete list of parameters."

Ciao
Stefan

 

[Pascal Le Bail]

Helmut Neemann wrote:

Aguja schrieb:

Es gibt von Atmel eine Dimmer-AN. Dort werden die Dioden genau
beschrieben und gezeigt, wie man nur über einen großen Widerstand
Netzspannung an einen armen AVR legt.

Ich kann diese AN nicht finden. ;-) Ich habe etwas ähnliches nur für
PIC's gefunden. Wenn Du eine Atmel-AN hast, kannst du mir die per E-Mail
schicken?

http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/DOC2508.PDF

--
Gruesse,
Pascal Le Bail, Wien