Wie sollte ich ADC vor Überspannung schützen?

Ich habe einen Mikrocontroller mit einem eingebauten ADC, den ich zum Lesen von einem Eingangspin verwende (um genau zu sein ATMEGA328P). Ich möchte das Umschalten der Auflösungen am Eingang für unsere Benutzer (0-5-V-Bereich und 0-10-V-Bereich) ermöglichen, was ich über einen Spannungsteiler geplant hatte. Ich mache mir Sorgen, wenn der Benutzer unser Gerät im 0-5-V-Modus hat und versehentlich eine höhere Spannung anschließt. Ich möchte eine Art Überspannungsschutz am Ausgang des Spannungsteilers, um meinen ADC zu schützen. Es ist mir egal, ob dies eine Brechstangenschaltung ist, die nicht zurückgesetzt wird, ohne die Stromversorgung zu trennen. Alles, was das Gerät schützt, reicht aus. Ich bin offen für alle Vorschläge. Danke!

Wie wäre es mit einer 5-V-Zenerdiode über dem Eingang? Alles über 5 V wird auf 5 V geklemmt. Es gibt natürlich eine gewisse Toleranz bezüglich der tatsächlichen Zenerspannung.
Zwischen 5V und 10V ist nur 1 Bit Auflösung. Vielleicht möchten Sie den Spannungsteiler in der Schaltung belassen und den Wert in der Software mit 2-fachem Oversampling skalieren, wenn Sie das zusätzliche Bit benötigen.
Was ist der maximale Strom, den ein Eingang aufnehmen kann, wenn er mit einer höheren Spannung überlastet wird, die durch einen Widerstand gespeist wird?

Antworten (3)

Sie können einen nicht invertierenden Komparator-Operationsverstärker verwenden, so dass die Grundkonfiguration für die Schaltung erkennt, wenn das Eingangssignal VIN ÜBER oder positiver als die Referenzspannung ist, VREF einen Ausgang bei VOUT erzeugt, der wie gezeigt HIGH ist.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Credits gehen an: electronic-tutorials.com

Mit Hilfe eines NPN können Sie die an den ADC-Pin angelegte Spannung auf Null ziehen, indem Sie diese Schaltung "eines meiner Designs" verwenden.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Danke Ahmed :-) Ich versuche zu vermeiden, obsolete Kommentare zu hinterlassen, also habe ich die früheren bereits gelöscht. Nur um es zusammenzufassen: Die Regel zum Verweisen auf Material von woanders ist hier als Teil des Hilfezentrums .
Ok @Sam gute Arbeit, und nochmals vielen Dank für Ihre Unterstützung

Zener können eine gute Lösung sein, in der Praxis ist jedoch eine etwas komplexe Schaltung erforderlich, um eine niedrige Kapazität und einen geringen Leckstrom zu erhalten:

Geben Sie hier die Linkbeschreibung ein

Eine gute Informationsquelle zu diesem Thema ist Maxim

Der Ansatz, den ich am häufigsten verwendet habe, waren Diodenklemmen, normalerweise an einer geeigneten Stromschiene oder einer gepufferten Version der Referenz, die Strom aufnehmen kann. Auch wenn Sie andere automatische Erkennungsschaltungen für die Skalierung einbeziehen, kann es schön sein, sie auch für den ESD-Schutz zu haben.

App-Notizen wie die von Ti zeigen tendenziell Diodenklemmen (oder schlagen vor, mit einem Operationsverstärker zu puffern, der einen begrenzten Ausgangsbereich hat), obwohl Sie auf Leckströme achten müssen. Übertemperatur kann eine große Verzerrung verursachen, daher sind BAV199- und CMPD6001S- Varianten mit geringer Leckage hilfreich. Wenn Sie einen Schottky verwenden müssen, vermeiden Sie zumindest BAT54s (einige ADCs verhalten sich bei leicht außerhalb des Bereichs liegenden Eingängen schlecht).

Bearbeitet, um Links zu Dioden hinzuzufügen.

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