Wärmeentwicklung Z-diode?

[Martin Müller]

Hey Leute,

ich will ein mir unbekanntes Signal bei 5V "abschneiden", sodaß ich es über
einen Trigger an meinen Mikrocontroller anschließen kann. Dazu wollte ich
eine Zener-Diode mit Durchbruchsspannung um die 5V parallel zum Trigger
Eingang einsetzen. Vorwiderstand muß 1000 Ohm sein.

Das Signal kenne ich nicht genau, ich weiß nur, daß es Sinus-förmig auf
jeden Fall über die 5V kommt.

Wieviel Spannung kann die Z-Diode denn gegen Masse ableiten ohne Schaden zu
nehmen, oder kommt das nur auf den Strom an?

Welche Frequenz schafft die Z-Diode?
Muß ich auf Hitzeentwicklung achten?

Schöne Grüße

 

[MaWin]

"Martin Müller" <advento@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:ciji4v$mhq$02$1@news.t-online.com...

Dazu wollte ich eine Zener-Diode mit Durchbruchsspannung um die 5V parallel
zum Trigger Eingang einsetzen.

Achte darauf, das Durchbruchspannungen von Z-Dioden stark schwanken.
Eine 4V7 kann erst bei mehr asl 5V zu leiten beginnnen.

Vorwiderstand muß 1000 Ohm sein.

Vorwiderstand ist gut

Das Signal kenne ich nicht genau, ich weiß nur, daß es Sinus-förmig auf
jeden Fall über die 5V kommt.

Kalkuliere mit Gleichstrom der Maximalspannung. Entweder in dem du

weisst wie viel maximal reinkommen kann, oder umgekehrt in dem du
ausrechnest, wie viel Verlustleistung an Z-Ddeio und Vorwiderstand
maximal erlaubt sind (ausb Strom kann man Spanu g am Widerstand
berechnen,die Spannung an der Z-Diode ist eh ca. 4,7V) und welche
maximale Eingangsspannung das ergibt. Es ist gut, das dann im Betrieb
wegen Sinnus die Teile nicht die vole Verlustleistung aushalten
muessen. Deine Sicherheitsreserve.

Wieviel Spannung

An der Z-Diode entstehe nicht mehr als etwa 4,7V.
Der Rest bleibt an deinem Vorwiderstand.
Und der haelt sicher 200V aus (siehe Datenblatt des Widerstands)
aber da durch ihn auch Strom fliesst (der Ableitstrom) wird an
ihm auch Verlustkleistung entstehen, sogar mehr als an der Z-Diode,
und das wird die limitierende Spannung am Eingang sein.

kann die Z-Diode denn gegen Masse ableiten ohne Schaden zu
nehmen, oder kommt das nur auf den Strom an?

Auf die Verlustleistung, wie du schon richtig ueberlegst.

Welche Frequenz schafft die Z-Diode?

Z-Dioden sind eher langsam. Wenn du schnelle Signale sauber
abschneiden willst, nimm Schaltdioden (1N4448) oder gar
Schottky-Dioden vom Eingang nach +5V. An denen entsteht weniger
Verlustleitung (nur 0.7V statt 4,7V) bei gleichem Ableistrom.
Aber die +5V duerfen durch den in ihn flierssenden Ableitstrom
nicht 'angebogen' werden, also muss irgendwo ein Stromverbraucher
sitzen, der mehr Strom braucht, als der Ableitstrom in Summe sein
kann.

Muß ich auf Hitzeentwicklung achten?

Ja, schon, zumindest mal ueberschlaegig aausrechnen.
--
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.

 

[Martin Schönegg]

Hallo Martin,

| ich will ein mir unbekanntes Signal bei 5V "abschneiden", sodaß ich
es über
| einen Trigger an meinen Mikrocontroller anschließen kann. Dazu
wollte ich
| eine Zener-Diode mit Durchbruchsspannung um die 5V parallel zum
Trigger
| Eingang einsetzen. Vorwiderstand muß 1000 Ohm sein.

Ich würde zuerst einmal vorschlagen, dass Du dazu die Spannung der
Zenerdiode reduzierst, wenn Du eine 5V1 oder so nimmst und dann auch
noch Strom drüber geht, dann können das auch schnell mal 5V6 oder mehr
werden, die Dein ľC gar nicht mag. Der Eingang wird wahrscheinlich
CMOS, also 70% von 5 V auch noch stabil als 1 interpretieren

| Das Signal kenne ich nicht genau, ich weiß nur, daß es Sinus-förmig
auf
| jeden Fall über die 5V kommt.

Nun ja, der Strom der durch die Diode fließt wird sich durch den
Vorwiderstand bestimmen und natürlich der Signalspannung. Dieser Strom
wird in positiver Richtung etwa die Nennspannung der Diode abfallen
lassen und in negativer Richtung die Flußspannung einer Diode.
Pi*Daumen wirst Du also Ueff-(Uz/2)/1000 Ohm als Strom bekommen.
Dieser muss am Uz/2 verbraten an der Diode in Wärme umgesetzt werden
können. Entsprechend die Abwärme am Widerstand nicht vergessen. Wenn
die Eingangsspannungen über 50 V werden, dann solltest Du auch darauf
achten, ob Dein Widerstand das auch kann (0603 wird da schon eng).

| Welche Frequenz schafft die Z-Diode?

Mehr als Dein Prozessor im Allgemeinen, der Rest wird durch parasitäre
Bauelemente in der Regel verschluckt.

Eine andere Alternative wären Schottky-Dioden zur Versorgungsspannung.
Allerdings sollte diese dann mit einem Shuntregler gegen
Spannungsüberhöhung abgesichert werden, wenn da sonst zuviel Strom
kommt steigt sonst da das Potential an, was auch ungesund wäre.

Soviel in Unverbindlichkeit angesichts der Unkenntnis der
Randbedingungen.

MArtin

 

[Martin Müller]

Danke für die Antwort!

Wenn du schnelle Signale sauber
abschneiden willst, nimm Schaltdioden (1N4448) oder gar
Schottky-Dioden vom Eingang nach +5V.
Aber die +5V duerfen durch den in ihn flierssenden Ableitstrom
nicht 'angebogen' werden, also muss irgendwo ein Stromverbraucher
sitzen, der mehr Strom braucht, als der Ableitstrom in Summe sein
kann.

Hast du zufällig ne Schaltung rumfliegen die mir das mal verbildlicht?
Bin gerade bei meiner Diplomarbeit und ich kenne zwar all die Bauteile aber
wie man Sie nun einsetzt habe ich noch nicht so drauf





"MaWin" <me@private.net> schrieb im Newsbeitrag
news:2r51c6F16dtpaU1@uni-berlin.de...

"Martin Müller" <advento@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:ciji4v$mhq$02$1@news.t-online.com...

Dazu wollte ich eine Zener-Diode mit Durchbruchsspannung um die 5V
parallel zum Trigger Eingang einsetzen.

Achte darauf, das Durchbruchspannungen von Z-Dioden stark schwanken.
Eine 4V7 kann erst bei mehr asl 5V zu leiten beginnnen.

Vorwiderstand muß 1000 Ohm sein.

Vorwiderstand ist gut

Das Signal kenne ich nicht genau, ich weiß nur, daß es Sinus-förmig auf
jeden Fall über die 5V kommt.

Kalkuliere mit Gleichstrom der Maximalspannung. Entweder in dem du
weisst wie viel maximal reinkommen kann, oder umgekehrt in dem du
ausrechnest, wie viel Verlustleistung an Z-Ddeio und Vorwiderstand
maximal erlaubt sind (ausb Strom kann man Spanu g am Widerstand
berechnen,die Spannung an der Z-Diode ist eh ca. 4,7V) und welche
maximale Eingangsspannung das ergibt. Es ist gut, das dann im Betrieb
wegen Sinnus die Teile nicht die vole Verlustleistung aushalten
muessen. Deine Sicherheitsreserve.

Wieviel Spannung

An der Z-Diode entstehe nicht mehr als etwa 4,7V.
Der Rest bleibt an deinem Vorwiderstand.
Und der haelt sicher 200V aus (siehe Datenblatt des Widerstands)
aber da durch ihn auch Strom fliesst (der Ableitstrom) wird an
ihm auch Verlustkleistung entstehen, sogar mehr als an der Z-Diode,
und das wird die limitierende Spannung am Eingang sein.

kann die Z-Diode denn gegen Masse ableiten ohne Schaden zu
nehmen, oder kommt das nur auf den Strom an?

Auf die Verlustleistung, wie du schon richtig ueberlegst.

Welche Frequenz schafft die Z-Diode?

Z-Dioden sind eher langsam. Wenn du schnelle Signale sauber
abschneiden willst, nimm Schaltdioden (1N4448) oder gar
Schottky-Dioden vom Eingang nach +5V. An denen entsteht weniger
Verlustleitung (nur 0.7V statt 4,7V) bei gleichem Ableistrom.
Aber die +5V duerfen durch den in ihn flierssenden Ableitstrom
nicht 'angebogen' werden, also muss irgendwo ein Stromverbraucher
sitzen, der mehr Strom braucht, als der Ableitstrom in Summe sein
kann.

Muß ich auf Hitzeentwicklung achten?

Ja, schon, zumindest mal ueberschlaegig aausrechnen.
--
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Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[MaWin]

"Martin Müller" <advento@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:cijk1d$vmo$01$1@news.t-online.com...

Hast du zufällig ne Schaltung rumfliegen die mir das mal verbildlicht?
Bin gerade bei meiner Diplomarbeit und ich kenne zwar all die Bauteile aber
wie man Sie nun einsetzt habe ich noch nicht so drauf

+--|>|-- +5V

|
Eingang --1k--+---R--- Chipeingang (R=100R wenn Siliziumdioden, R=0R wenn
Schottkydioden)
|
+--|<|-- Masse

--
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[Martin Müller]

Wie?

Das war's? Und schon kann ich meinen ľC oder nen vorgeschalteten Trigger mit
mehr als 5V konfrontieren?

Danke!

"MaWin" <me@private.net> schrieb im Newsbeitrag
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Hast du zufällig ne Schaltung rumfliegen die mir das mal verbildlicht?
Bin gerade bei meiner Diplomarbeit und ich kenne zwar all die Bauteile
aber wie man Sie nun einsetzt habe ich noch nicht so drauf

+--|>|-- +5V
|
Eingang --1k--+---R--- Chipeingang (R=100R wenn Siliziumdioden, R=0R
wenn Schottkydioden)
|
+--|<|-- Masse

--
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[MaWin]

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Wie?
Das war's? Und schon kann ich meinen ľC oder nen vorgeschalteten Trigger mit
mehr als 5V konfrontieren?

Da die Dioden sowieso schon im uC eingebaut sind,

reicht auch der Vorwiderstand alleine,
wenn man ihn ausreichend hochohmig machen darf,
so das der maximum input current (latch up)
nach Datenblatt des uC
bei maximal moeglicher Signalspannung nicht
ueberschritten wird
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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[Martin Laabs]

"MaWin" <me@private.net> writes:

+--|>|-- +5V
|
Eingang --1k--+---R--- Chipeingang (R=100R wenn Siliziumdioden, R=0R wenn
Schottkydioden)
|
+--|<|-- Masse

Setzt aber vorraus das das Eingangssignal einen gemeinsammen
Massebezug hat (Also sich nicht auf VCC bezieht) und das die
Impendanz von den +5V auch gering genug ist um den Strom abzuleiten.

Denn wenn durch den 1k Widerstand genug Strom fließt um die
gesammte Schaltung zu versorgen und man dann in der VCC Zuführung
eine Diode hat knallts.

Tschüss
Martin L.