Zenerdiode für Überspannungsschutz

Ich erwäge, eine Zenerdiode als Überspannungsschutz für einen digitalen Eingangspin zu verwenden.

Die absolute Höchstleistung für den typischen IC-Pin wird von (GND-0,3 V) bis (VDD+0,3) angegeben.

Ich kann eine Zenerdiode verwenden, um die Spannung unter VDD zu begrenzen. Die Durchlassspannung einer typischen Zenerdiode beträgt jedoch 0,7 V. die die Niederspannung nicht auf -0,3 V begrenzen kann.

Mein Signal ist ein 1-MHz-Signal, und kann es ignoriert werden, da es sich um einen geringfügigen Unterschied handelt und die Dauer kurz ist?

Sie können die negative Auslenkung mit einer Shottky-Diode parallel zu Ihrem Zener begrenzen. Ihr Trick besteht darin, einen Zener zu finden, der sich garantiert im 0,3-V-Fenster zwischen Vdd und dem absoluten Maximalwert Ihres IC einschaltet. Was noch wichtiger ist, an welche Art von Quelle schließen Sie an, dass Sie sich Sorgen machen, dass sie die Eingangsspannungsgrenzen verletzt?
Sie können auch einen Schottky von Ihrem Signal (Anode) zu VCC (Kathode) verwenden, um das Signal auf VCC + 0,3 V zu klemmen.
Was sind Ihre maximalen / minimalen Signalspannungen?
Das @PDuarte-Signal hat eine maximale AC-Amplitude von 15 V mit einer konstanten DC-Vorspannung von 2,5 V

Antworten (2)

Für den Überspannungsschutz von Signalleitungen ist eine Zenerdiode im Allgemeinen eine schlechte Wahl. Sie haben Ihre Bewerbung nicht detailliert genug angegeben, um viele spezifische Gründe nennen zu können, aber Sie sollten Folgendes berücksichtigen:

  1. Ein BZX84C 3,3 V Zener hat eine Kapazität von bis zu 450 pF. Sie haben ein 1-MHz-Signal, das wahrscheinlich aufgrund eines RC-Filtereffekts in Ihrer Schaltung gedämpft wird.

  2. Zener haben keine scharf definierte Leitungsspannung. Sie beginnen bei einer viel niedrigeren Spannung als der Zenerspannung Vz zu leiten. Dies wird zu einem Problem, wenn Ihr Signal eine hohe Quellenimpedanz hat oder wenn Sie einen Reihenwiderstand eingeführt haben, um zu versuchen, die Auswirkungen von Überspannung zu begrenzen. Um dem entgegenzuwirken, müssen Sie möglicherweise einen Zener mit höherer Spannung verwenden, aber dies vereitelt dann den Zweck, einen Zener aufzunehmen.

  3. Wenn Sie sich Sorgen über hochenergetische Überspannungstransienten machen, ist ein Zener überhaupt nutzlos. Es reagiert zu langsam und kann nicht viel Energie aufnehmen.

Im Allgemeinen ist für Signalleitungen ein Überspannungsschutz ein viel besseres Teil.

Sie könnten einen Transient Voltage Suppressor (TVS) in Betracht ziehen. Sie sind im Grunde genommen Diodenanordnungen, die Schaltungen wie Ihre vor Über-/Unterspannungen schützen sollen. Da sie dafür ausgelegt sind, mit Mikrocontrollern und anderen Geräten für diesen Zweck zu arbeiten, können Sie beim Kauf den Spannungsbereich wählen, den Sie verwenden (z. B. für 3,3 V ausgelegt und geht bei 3,5 V in eine volle Klemme).

Die Betriebsspannungsbereiche und Toleranzen für diese Geräte sind in der Regel besser als bei reinen Zenerdioden.

Negativschutz ist ebenfalls im Paket enthalten. Sie eignen sich sehr gut für den ESD-Schutz. Es gibt viele davon, aber hier ist ein Beispiel:

http://www.semtech.com/images/datasheet/uclamp3301d.pdf

TVS-Diodenschema

Zenerdiode für Überspannungsschutz
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