Ich arbeite an einer Schaltung, die das Vorhandensein von Wechselstrom erkennt und den Gleichstromausgang von einem Schaltnetzteil und einer Batterie misst. Sie bleiben in einem geerdeten Metallgehäuse, aber draußen im Feld, sodass das Wechselstromnetz bereits durch einen Varistor geschützt ist und der Wechselstrom-Präsenzsensor optoisoliert ist, also denke ich, dass das für den Wechselstromerkennungsteil ausreicht. Für die DC-Messungen verwende ich bei meinem Prototyp jedoch nur einen resistiven Spannungsteiler, um die Batterie- und Versorgungspegel auf den ADC-Bereich herunterzuskalieren, aber ich frage mich, ob auch ein Schutz empfohlen würde. Die Messungen werden an den Schaltversorgungs- und Batterieladeausgängen vorgenommen, sind also bereits irgendwie vom Wechselstromeingang isoliert. Abgesehen vom Wechselstromnetz kommen keine Kabel oder Sensoreingänge von außerhalb des Metallgehäuses.
Die typische Art, ADC-Eingänge (und viele andere hochohmige Eingänge) zu schützen, besteht darin, einen Strombegrenzungswiderstand und Klemmdioden am Pin zu haben. Viele Chips haben bereits Klemmdioden im Inneren des Chips, aber es ist oft nützlich, auch einige außerhalb zu haben (insbesondere wenn die integrierten Klemmdioden keine ordnungsgemäße Dokumentation zu ihren Spezifikationen haben, was meistens der Fall ist).
Ihr Widerstandsteiler fungiert bereits als Strombegrenzungswiderstand. In der Regel sollten Ihre Widerstandswerte so hoch wie möglich sein – wobei etwas in der Nähe von 10 K bis 500 K angemessen ist.
Wenn die Widerstände höher werden, treten seltsame Effekte durch die parasitäre Kapazität (senkt Ihren Frequenzgang) und den Leckstrom des ADC und der Dioden (verfälscht Ihre Genauigkeit) auf. Wenn Sie sich bei diesen Dingen nicht sicher sind, wählen Sie etwas auf der niedrigen Seite von 10.000 bis 500.000. Wenn Sie die Mathematik bereits herausgefunden haben oder bereit sind, es einfach auszuprobieren und zu sehen, ob es funktioniert, dann wählen Sie etwas Höheres.
Es würde eine Diode zwischen GND und dem Eingang geben. Und eine weitere Diode zwischen Eingang und VCC. Wenn Sie ein Signal haben, das + und - geht, verbinden Sie eine Diode mit der V+-Schiene und die andere mit der V-Schiene. Richten Sie die Dioden so aus, dass es funktioniert (drehen Sie die Dioden um und nichts wird funktionieren). Setzen Sie die Dioden zwischen Ihren ADC und den Widerstandsteiler.
Es funktioniert so ... Wenn eine Spannungsspitze eingeht, leiten die Dioden sie auf eine Stromschiene und nicht direkt in den Chip um. Der Strombegrenzungswiderstand begrenzt den Strom auf etwas Vernünftiges. Sie möchten, dass der Strom aus mehreren Gründen begrenzt wird: 1. Sie möchten nicht so viel Strom, dass die Dioden explodieren. 2. Sie möchten nicht, dass so viel Strom in die Stromschienen fließt, dass dies die Spannungsregelung dieser Schiene beeinflusst.
Bei diesem Aufbau ist die maximale Spannung am Eingangspin VCC + der Durchlassspannungsabfall der Diode. Und die Mindestspannung am Eingang ist GND - der Durchlassspannungsabfall.
Dafür gibt es hunderte oder tausende geeigneter Dioden. Der BAV99 ist nur einer von vielen, aber es ist ein guter Anfang, ihn sich anzusehen.
1) Spark Gaps begrenzen die statische Elektrizität mit der höchsten Spannung, aber sie ist immer noch nicht niedrig genug, aber sie sind immer noch KOSTENLOS. http://www.carousel-design.com/SparkGap.html
2) Der NEUE analoge ADG5462F könnte in manchen Situationen nützlich sein. http://www.analog.com/en/products/switches-multiplexers/fault-protected-switches-multiplexers/adg5462f.html
Connor Wolf
Claudio
Benutzer3624