STM32-Klemmdioden - was ist die maximale Eingangsspannung?

Die Antwort auf "Sollten die Dioden diese Überspannung nicht klemmen?" ist ja und nein. Es hängt wirklich von der Ausgangsimpedanz dessen ab, was es speist, und von der Stärke der Stromschiene.

Wenn Sie diesen Pin zufällig an eine 10-V-Stromversorgung anschließen, was wird Ihrer Meinung nach passieren? Zieht die Diode die 10-V-Versorgung herunter oder wird Vdd auf 10 V abzüglich eines Diodenabfalls hochgezogen. Oder brennt die Diode einfach durch.

Es hängt wirklich alles vom Rest der Schaltung ab. Aber so grob dieses Beispiel auch ist, Sie können vielleicht die Idee verstehen, dass die Diode eine Grenze hat, wie weit sie in der Rolle der Signalklemmung gehen kann.

Die Pins haben AUCH eine Strombegrenzung. Die Diode wird nur überleben, solange Sie diese Stromgrenze nicht überschreiten.

Hilft das Hinzufügen einer externen Diode?

Manchmal ist die interne Klemmdiode eigentlich keine Diode, sondern eine FET-Schaltung. Eine externe Diode, die bei weniger als der internen Schutzspannung klemmt, ermöglicht es Ihnen, mehr Strom zu entladen.

Wenn Sie keine Diode finden können, die auf weniger als die interne Schaltung klemmt, hat es keinen Sinn. Der Chip kann braten, bevor Ihre Diode jemals wirklich einschaltet.

Sie können jedoch immer noch nicht zur anderen Schiene kürzen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass beim Anschließen von Signalen auf Nicht-Geräteebene darauf geachtet werden muss, dass die Quellenimpedanz hoch genug ist, um das Gerät nicht zu überlasten und die Schiene, an die Sie klemmen, nicht zu überschwemmen. Das Hinzufügen eines angemessen dimensionierten Serienwiderstands ist im Allgemeinen erforderlich.

Nachtrag: Die Eingangsschutzdioden sind eigentlich nur für den "Fall-für-den-Fall"-Schutz da. Sie sollten normalerweise nicht als funktionaler Bestandteil Ihres Designs angesehen werden. Die richtige Signalvorbereitung vor der Injektion in den Stift ist die bessere Designmethode.

Generell bevorzuge ich diese Vorgehensweise.

R1 muss so gewählt werden, dass der Strom bei der angegebenen Zenerspannung auf den für Zener angegebenen Rückwärtsstrom begrenzt wird. Das heißt, der Zener kann beispielsweise mit bewertet werden$3.1V @ 5mA$.

So$R1 = (V_{signal} - V_{zener}) / I_{zener}$

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Sollten die Dioden diese Überspannung nicht klemmen?

Ja, bis es durch Überstrom geschossen wird.

2) Welcher Parameter einer Diode entscheidet darüber, wie viele Volt sicher geklemmt werden können?

Die maximale Nennstromstärke, normalerweise nicht angegeben. Aber ich würde mir Sorgen machen, wenn mehr als 20 mA durch diese Dioden fließen und normalerweise für 1 mA ausgelegt sind. Angenommen, das STM32L082xx-Datenblatt mit den E/A-Strominjektionseigenschaften besagt, dass die meisten Pins einem injizierten Strom von bis zu 5 mA standhalten können, ohne das Gerät zu beschädigen.

3) Wenn ich externe Klemmdioden verwenden möchte, sagen wir 1N4148, was ist dann die maximale Spannung, die ich in den Pin stecken kann?

Es kommt auf die Gestaltung an. Wenn Sie nur zwei Klemmdioden verwenden (dh sie sind parallel zu den Klemmdioden auf dem Die), hängt es davon ab, welche von ihnen zuerst einsetzt.

Ein typisches Design hat dort mindestens einen und oft zwei Widerstände, es hängt also von der maximalen Nennleistung + der Größe der Widerstände ab.

Entscheidend ist die Stromstärke. Auch das darfst du nicht überschreiten. Sie können also definitiv keine 10-V-Quelle mit höherer Stromfähigkeit verwenden.
Es ist wichtig, den Eingangswiderstand zu verwenden, um den Strom zu begrenzen.