Schutzschaltung für 10V-Analogeingang

C

Christian Keck

Guest
Moin, zusammen,

wir betreiben hier ein Steuergerät in einer sehr rauhen Umgebung (Technikum
für Holzwerkstoffe, widrige Umgebungsbedingungen, rauher Umgang mit
Elektronik mit Aufbau- und Bedienungsfehlern). Das Steuergerät hat einen 0V
bis 10V-Analogeingang, den ich gegen Überspannung und Verpolung schützen
will. Könnt Ihr mir eine Schaltung empfehlen? Vielleicht ein fertiges Modul?

Vielen Dank, Christian
 
"Christian Keck" <christian.keck-pfarrherr@freenet.de> schrieb im Newsbeitrag
news:46dfe3e4$1@news.fhg.de...
wir betreiben hier ein Steuergerät in einer sehr rauhen Umgebung (Technikum
für Holzwerkstoffe, widrige Umgebungsbedingungen, rauher Umgang mit Elektronik
mit Aufbau- und Bedienungsfehlern). Das Steuergerät hat einen 0V bis
10V-Analogeingang, den ich gegen Überspannung und Verpolung schützen will.
Könnt Ihr mir eine Schaltung empfehlen? Vielleicht ein fertiges Modul?
Click to expand...
Du musst vorher wissen, wie hoch die Ueberspannug maximal sein
kann, und welche Frequenz sie maximal haben kann.

Dann baust du

+-|>|- +10V
|
Eingang --Vorwiderstand--+--+-- ehemaliger Analogeingang
| |
Kondensator = +-|<|- Masse
|
+-------- Masse

Der Vorwiderstand muss den Strom bei maximaler Uberspannung
auf einen vertraeglichen Wert fuer die Dioden begrenzen, und
auch bei maximaler Frequenz als Widerstand wirken.
Nutzsignale darf er aber zusammen mit dem Kondensator nicht
so weit beeinflussen, dass der Messwert zu falsch wird.
Der Kondensator begrenzt hinter dem Widerstand die Frequenz,
die die Dioden verarbeiten muessen, richtet sich also nach
der Geschwindigkeit der Dioden und der Neben-Kapazitaet des
Widerstandes.

Uebliche Bauteile: 10k,10nF,BAV99, naechste Stufe siehe
F.23. Das KFZ-Bordnetz
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
 
MaWin schrieb:
"Christian Keck" <christian.keck-pfarrherr@freenet.de> schrieb im Newsbeitrag
news:46dfe3e4$1@news.fhg.de...
wir betreiben hier ein Steuergerät in einer sehr rauhen Umgebung (Technikum
für Holzwerkstoffe, widrige Umgebungsbedingungen, rauher Umgang mit Elektronik
mit Aufbau- und Bedienungsfehlern). Das Steuergerät hat einen 0V bis
10V-Analogeingang, den ich gegen Überspannung und Verpolung schützen will.
Könnt Ihr mir eine Schaltung empfehlen? Vielleicht ein fertiges Modul?


Du musst vorher wissen, wie hoch die Ueberspannug maximal sein
kann, und welche Frequenz sie maximal haben kann.

Dann baust du

+-|>|- +10V
|
Eingang --Vorwiderstand--+--+-- ehemaliger Analogeingang
| |
Kondensator = +-|<|- Masse
|
+-------- Masse

Der Vorwiderstand muss den Strom bei maximaler Uberspannung
auf einen vertraeglichen Wert fuer die Dioden begrenzen, und
auch bei maximaler Frequenz als Widerstand wirken.
Nutzsignale darf er aber zusammen mit dem Kondensator nicht
so weit beeinflussen, dass der Messwert zu falsch wird.
Der Kondensator begrenzt hinter dem Widerstand die Frequenz,
die die Dioden verarbeiten muessen, richtet sich also nach
der Geschwindigkeit der Dioden und der Neben-Kapazitaet des
Widerstandes.

Uebliche Bauteile: 10k,10nF,BAV99, naechste Stufe siehe
F.23. Das KFZ-Bordnetz
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Click to expand...
man kann natürlich statt Dioden einen bipolaren Transil nehmen. Sie sind
normalerweise etwas schneller.

Waldemar
 
"Waldemar Krzok" <waldemar@zedat.fu-berlin.de> schrieb im Newsbeitrag
news:5ka814F2nq98U7@mid.uni-berlin.de...
man kann natürlich statt Dioden einen bipolaren Transil nehmen.
Click to expand...
Ja.

Sie sind normalerweise etwas schneller.
Click to expand...
Das moechte ich bezweifeln.


Sie sind robuster, aber langsamer.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
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.
 
MaWin wrote:
+-|>|- +10V
|
Eingang --Vorwiderstand--+--+-- ehemaliger Analogeingang
| |
Kondensator = +-|<|- Masse
|
+-------- Masse
Click to expand...
Warum wird eigentlich so oft eine Diode gegen die positive
Versorgungsspannung gelegt und nicht bloss eine Zener-Diode gegen Masse?
Ist die Versorgung bloss schwach belastet, steigt dort die Spannung und
verheizt andere Komponenten.
Das einzige was m.E. gegen Zener- oder Transil-Dioden spricht wäre deren
Preis und Leckstrom.

Andere Gründe?

Gruss

Claudius
 
MaWin schrieb:
"Waldemar Krzok" <waldemar@zedat.fu-berlin.de> schrieb im Newsbeitrag
news:5ka814F2nq98U7@mid.uni-berlin.de...
man kann natürlich statt Dioden einen bipolaren Transil nehmen.

Ja.

Sie sind normalerweise etwas schneller.

Das moechte ich bezweifeln.


Sie sind robuster, aber langsamer.
.... und viel ungenauer
Click to expand...

Michael
 
Michael Rübig schrieb:
MaWin schrieb:
"Waldemar Krzok" <waldemar@zedat.fu-berlin.de> schrieb im Newsbeitrag
news:5ka814F2nq98U7@mid.uni-berlin.de...
man kann natürlich statt Dioden einen bipolaren Transil nehmen.

Ja.

Sie sind normalerweise etwas schneller.

Das moechte ich bezweifeln.


Sie sind robuster, aber langsamer.
... und viel ungenauer
Click to expand...
ok, ungenauer. Aber ist es nicht egal ob 1000V oder 10000V im Anflug
sind? Ich benutze Transils und habe bisher keine Probleme damit gehabt,
und Bogenöfen sind nicht gerade nett zu Elektronik.

Waldemar
 
Claudius Zingerli schrieb:
MaWin wrote:

+-|>|- +10V
|
Eingang --Vorwiderstand--+--+-- ehemaliger Analogeingang
| |
Kondensator = +-|<|- Masse
|
+-------- Masse

Warum wird eigentlich so oft eine Diode gegen die positive
Versorgungsspannung gelegt und nicht bloss eine Zener-Diode gegen Masse?
Click to expand...
Weil Z-Dioden riesen Toleranzen über den Temperaturbereich haben und je
nach Spannung Leckströme, die die Messung verfälschen.
Si-Dioden sind hier viel besser und genauer. Sie leiten garantiert erst
bei Überschreitung der Versorgungsspannung und erlauben maximal eine
Spannung, die ca. 0,9V höher ist, also die Versorgung. Z-Dioden leiten
auch schon deutlich unter der Nennspannung, besonders die Typen mit
weniger als 6V.

Ist die Versorgung bloss schwach belastet, steigt dort die Spannung und
verheizt andere Komponenten.
Click to expand...
Das muss man mit dem Vorwiderstand im Messeingang ausschließen bzw. die
Versorgungsspannung mit einer Z-Diode schützen, da hier die Toleranzen
oft weniger ausmachen.
Auch eine zusätzliche Last kann sinnvoll sein. Bei kurzen Spitzen
reichen die Abblockkondensatoren aus.

Michael
 
Waldemar Krzok schrieb:
Michael Rübig schrieb:
MaWin schrieb:
"Waldemar Krzok" <waldemar@zedat.fu-berlin.de> schrieb im Newsbeitrag
news:5ka814F2nq98U7@mid.uni-berlin.de...
man kann natürlich statt Dioden einen bipolaren Transil nehmen.

Ja.

Sie sind normalerweise etwas schneller.

Das moechte ich bezweifeln.


Sie sind robuster, aber langsamer.
... und viel ungenauer

ok, ungenauer. Aber ist es nicht egal ob 1000V oder 10000V im Anflug
sind? Ich benutze Transils und habe bisher keine Probleme damit gehabt,
und Bogenöfen sind nicht gerade nett zu Elektronik.

Mann muss bei den allermeisten Schaltungen vermeiden, dass die
Click to expand...
Messeingangsspannung deutlich (>0,7V) über die Versorgungsspannung
ansteigt. Das schafft eine Transil nicht (Toleranzen, Temperaturgang).
Wenn Transil, dann trotzdem in Verbindung mit dem Diodenpärchen, welches
oft schon im IC vorhanden ist, allerdings nur mit wenigen mA belastbar.

Michael
 
Claudius Zingerli <msnews@zeuz.ch> wrote:

Warum wird eigentlich so oft eine Diode gegen die positive
Versorgungsspannung gelegt und nicht bloss eine Zener-Diode gegen Masse?
Ist die Versorgung bloss schwach belastet, steigt dort die Spannung und
verheizt andere Komponenten.
Click to expand...
Man kann auch zusätzlich der betreffenden Versorgungsleitung einen
Überspannungsschutz verpassen.


Das einzige was m.E. gegen Zener- oder Transil-Dioden spricht wäre deren
Preis und Leckstrom.
Click to expand...
In vielen Fällen ist die Sperrschichtkapazität der Zener- und
Suppressordioden zu groß.
Außerdem ist der Knick der Kennlinie oft nicht scharf genug.



Grüße,

Günther
 
Hallo Manfred,, Hallo Christian

wir betreiben hier ein Steuergerät in einer sehr rauhen Umgebung (Technikum
für Holzwerkstoffe, widrige Umgebungsbedingungen, rauher Umgang mit Elektronik
mit Aufbau- und Bedienungsfehlern). Das Steuergerät hat einen 0V bis
10V-Analogeingang, den ich gegen Überspannung und Verpolung schützen will.
Könnt Ihr mir eine Schaltung empfehlen? Vielleicht ein fertiges Modul?



Du musst vorher wissen, wie hoch die Ueberspannug maximal sein
kann, und welche Frequenz sie maximal haben kann.

Dann baust du

+-|>|- +10V
|
Eingang --Vorwiderstand--+--+-- ehemaliger Analogeingang
| |
Kondensator = +-|<|- Masse
|
+-------- Masse
Click to expand...
Mache noch einen Widerstand 1K oder rein, vom Diodenknoten zum
Analogeingang. Das stellt sicher, dass die Substratdioden nicht doch
versehentlich den Loewenanteil eines grossen Schusses abbekommen und man
muss dann keine Schottkys nehmen.


Der Vorwiderstand muss den Strom bei maximaler Uberspannung
auf einen vertraeglichen Wert fuer die Dioden begrenzen, und
auch bei maximaler Frequenz als Widerstand wirken.
Nutzsignale darf er aber zusammen mit dem Kondensator nicht
so weit beeinflussen, dass der Messwert zu falsch wird.
Der Kondensator begrenzt hinter dem Widerstand die Frequenz,
die die Dioden verarbeiten muessen, richtet sich also nach
der Geschwindigkeit der Dioden und der Neben-Kapazitaet des
Widerstandes.

Uebliche Bauteile: 10k,10nF,BAV99, naechste Stufe siehe
F.23. Das KFZ-Bordnetz
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Click to expand...

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
 
Michael Rübig wrote:
Claudius Zingerli schrieb:
MaWin wrote:

+-|>|- +10V
|
Eingang --Vorwiderstand--+--+-- ehemaliger Analogeingang
| |
Kondensator = +-|<|- Masse
|
+-------- Masse

Warum wird eigentlich so oft eine Diode gegen die positive
Versorgungsspannung gelegt und nicht bloss eine Zener-Diode gegen Masse?

Weil Z-Dioden riesen Toleranzen über den Temperaturbereich haben und je
nach Spannung Leckströme, die die Messung verfälschen.
Si-Dioden sind hier viel besser und genauer. Sie leiten garantiert erst
bei Überschreitung der Versorgungsspannung und erlauben maximal eine
Spannung, die ca. 0,9V höher ist, also die Versorgung. Z-Dioden leiten
auch schon deutlich unter der Nennspannung, besonders die Typen mit
weniger als 6V.

Ist die Versorgung bloss schwach belastet, steigt dort die Spannung
und verheizt andere Komponenten.

Das muss man mit dem Vorwiderstand im Messeingang ausschließen bzw. die
Versorgungsspannung mit einer Z-Diode schützen, da hier die Toleranzen
oft weniger ausmachen.
Auch eine zusätzliche Last kann sinnvoll sein. Bei kurzen Spitzen
reichen die Abblockkondensatoren aus.
Click to expand...
Überzeugt.

Zu Günther Dietrichs Kommentar: Habe eben nachgeschaut: BZB984, die ich
eben verbastelt habe, hat sagenhafte 450pF bei 1MHz und 0V. Bei anderen
Spannungen müsste ich die Kapazität erst noch messen. Wird wohl kleiner,
nicht? Vermutlich tut das den zu messenden 5MHz nicht sehr gut (sind 'eh
bloss mV und dazu relativ hochimpedant...)

Gruss

Claudius
 
Claudius Zingerli <msnews@zeuz.ch> wrote:

Zu Günther Dietrichs Kommentar: Habe eben nachgeschaut: BZB984, die ich
eben verbastelt habe, hat sagenhafte 450pF bei 1MHz und 0V. Bei anderen
Spannungen müsste ich die Kapazität erst noch messen. Wird wohl kleiner,
nicht? Vermutlich tut das den zu messenden 5MHz nicht sehr gut (sind 'eh
bloss mV und dazu relativ hochimpedant...)
Click to expand...
Je kleiner die anliegende (Sperr-)Spannung, desto größer die Kapazität
(siehe Raumladungszone).



Grüße,

Günther



PS: SM6T6V8A hat 4nF bei 1MHz und 0V
 
You must log in or register to reply here.

Welcome to EDABoard.com

Sponsor

Back
Top