Sobretensión DS2480B de 1 cable y protección ESD

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Estoy diseñando una serie de componentes de 1 cable para mi SmartHome Bus y uso el DS2480B como Busmaster. Debido a que el cable que corro alrededor de la casa tiene 3 cables (24 V, 1 cable, GND), me gustaría proteger el DS2480B de la sobretensión causada por un cortocircuito accidental de las líneas de 24 V y DQ. Si es posible, el diseño también debe proteger el Busmaster de ESD.

Tenga en cuenta que no uso la programación de 12V EEPROM, por lo que el voltaje en la línea de 1W nunca debe superar los 5V durante el funcionamiento normal. El DS2480B tiene una clasificación máxima absoluta de 14V en la línea de 1W.

Este es el circuito original propuesto por Maxim para RC: filtrar la línea de 1W y proteger el DS2480B de ESD:

CreoquenopuedousarelDS9503porquerequierequetantoGNDcomo1Wpasenporelpaquete.Debidoaquetengocomponentesadicionalesmásabajoenelbusqueconsumenvarios100mAdecorriente(de24V)yelDS9503tieneunacorrientemáximaatravésdelpaquetedeclasificaciónde80mA,nopuedohacerunbucledeGNDatravésdelDS9503.

Entoncessemeocurrieronlossiguientesdiseños:

  1. UseunPolyfuseenserieconlaresistencia(reduzcalaresistenciademaneraquelaresistencia+R_Fuse=~62)yagregueundiodoZenerentreelDS2480Bylaresistencia. Si se conectan 24V a la línea de 1W, el Zener cortocircuitará el exceso de voltaje a GND y permitirá que se dispare el fusible. Problemas / Preguntas:

    • ¿Es esto factible?
    • ¿Qué tipo de Zener y Fuse necesitaría usar para que el Zener sobreviva al golpe, y el Fuse agrega un resistante bajo y confiable durante la operación normal?

  2. Igual que 1., pero agregue un Mosfet tipo P entre el fusible y la resistencia. Ahora,elMosfetcortocircuitaríalos24ValaGND,loqueprovocaríaqueelfusiblesedispararamásrápidoyeliminaralacargadelaresistenciaydelZener.Sinembargo,elMosfettienequetomarelgolpeestavez.Sinembargo,inclusolosMosfetsmáspequeñospuedentomarcorrientesmáximasde0,8Acontinuasy5Apulsadas,porloquedeberíanestarbien.

  3. UtiliceunfusibledePolyzencomoTEZEN056V075A48LS. Problemas / Preguntas:

    • Durante el funcionamiento normal, la corriente fluiría de V_OUT a V_IN a través del paquete. ¿Es esto un problema?

¿Qué diseño recomendaría o qué tipo de dimensiones de los componentes usaría? Además: ¿Cómo protejo todos los componentes de ESD? ¿Puedo seguir usando el DS9503 y simplemente conectar uno de los pines GND (y si es así, cuál)? o ambos?

Por supuesto, si tienes mejores ideas, soy todo oídos.

¡Muchas gracias de antemano!

    
pregunta user1055421

2 respuestas

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Ahora uso un Mosfet en modo de agotamiento para protección contra sobretensión con una resistencia baja (Maxim utiliza un DN3135 en algunos ejemplos que tiene aproximadamente 35Ω, pero descubrí que el BSS159N de Infineon tiene incluso 3Ω en V (gs) = 0). Conecto el Gate a la línea VCC del chip, que siempre es de 5V.

El mosfet se apaga a aproximadamente V (gs) = - 3V (máx.), por lo que el voltaje máximo al que debe estar expuesto el chip es de 8V. Debido a que el Mosfet tiene un voltaje de separación de 60 V, mi protección de polaridad de 24 V no es un problema. Para la protección contra ESD, uso un diodo TVS con 24 V de separación y baja capacidad (< 10pF), ya que la capacitancia es el enemigo de los buses largos de 1 cable.

Espero que esto ayude a alguien en el futuro

    
respondido por el user1055421
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Algo que es vital recordar cuando se encienden dispositivos hambrientos de corriente en el cable del bus, es que la elevación a tierra se convierte rápidamente en un problema, es decir, la diferencia de voltaje DQ-GND disminuye ya que la carga de 24 V eleva la GND.

Si utiliza un cable CAT5, esto puede mitigarse utilizando varios cables para GND. Pero con varios cientos de mA en el cable de retorno, no estoy seguro de que sea suficiente.

Un ejemplo local: encender un LED de 20 mA con un DS2408 en el extremo más alejado de mi red doméstica de ~ 80 m fue suficiente para hacer que toda la red quedara inutilizable, el ciclo de energía era la única manera de recuperarla. Cuando se usan tres derivaciones GND en lugar de una (en el CAT5), funciona como un amuleto. No estoy seguro sobre el resto de la carga en la red, pero son más de 20 DS18B20 y algunos DS2406, nada del otro mundo.

(Lo siento, no tengo suficiente reputación para comentar, así que usa la Respuesta incluso si no es una Respuesta ...)

    
respondido por el Johan Ström

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