¿Por qué un diodo Zener en una configuración de palanca interrumpe el voltaje de entrada?

9

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Estoy tratando de conectar un diodo Zener para agregar cierta medida de protección ("palanca" fusionada) a un circuito que incluye un sensor de oxígeno alimentado por bucle con salida leído por un ADC / entrada analógica de cobra de GHI. La idea es que si hubiera un cortocircuito en el sensor que causara 12V en su salida, el Zener con una ruptura de 4.7 V entre la salida del sensor (y la entrada ADC) y tierra mantendría la corriente de 12V alejada del ADC el tiempo suficiente para que fusible para explotar ya que el límite en el pin Cobra es de 5V.

Sin embargo, encuentro que cuando coloco el diodo Zener, el ADC (voltímetro en este momento) baja la tensión que se lee, por ejemplo, de 4.38 voltios a 3.98 voltios. Cuando reemplazo el Zener con un diodo normal solo para probar, el voltaje no cae. ¿Lo que da? ¿Se puede usar un Zener para una "palanca" para que no cambie el voltaje en el lado de salida del sensor? El Zener se instala con el anillo hacia el lado del ADC. La tienda de electrónica dijo que tiene una avería de 4.7V, pero no estoy seguro de cómo probar eso.

    
pregunta Matt

2 respuestas

10

El voltaje inverso de un diodo Zener no muestra una rodilla afilada al aumentar la corriente, por lo que el Zener conducirá varios miliamperios a voltajes muy por debajo de su voltaje nominal. No hay necesidad de un fusible en este caso, suponiendo que la impedancia de entrada de su microcontrolador sea alta. Por cierto, ¿qué es una "cobra GHI"?

Sugiero reemplazar el fusible con una resistencia de 4.7k y usar un zener de 5.1V o 5.6V. Sería mejor si pudiera reducir el rango de operación normal de la entrada del ADC para que el voltaje máximo esperado sea de alrededor de 4V ... tal vez cambiando la resistencia de 250 ohmios a 200 ohm. Entonces, la rodilla suave del zener no afectará sus medidas y le está dando un poco de espacio para que comience a conducir.

    
respondido por el Joe Hass
4

Aunque parece que no hay una sobretensión en el pin ADC de acuerdo con la ley de Ohm, pero, ¿qué caso debemos evitar?

El diodo TVS es una buena opción. Cada tipo de MCU tiene un voltaje de suministro máximo, el mejor voltaje activo es menor que el voltaje máximo y más alto que el voltaje de trabajo. pero si consideramos la polaridad de la sobretensión, dos series de diodos TVS en la dirección opuesta.

Hay otro método para hacer esto, puede usar dos diodos para proteger el puerto ADC, por ejemplo, 1N4148. Un diodo se conecta entre VCC y el pin ADC, otro conecte el pin ADC y GND. es mejor usar una conexión de resistencia entre la unión ADN pin y pin de los dos diodos. de hecho, este es un método común para proteger el puerto dentro de MCU, es una mejora de la extensibilidad.

Si es aceptable, usar aislamiento optoacoplador es la mejor opción. pero es muy complejo.

    
respondido por el DreamCat

Lea otras preguntas en las etiquetas

Comentarios Recientes

¿Cuáles son las principales razones por las que un diodo Zener en un conector USB se encuentra tanto en diagramas de pines USB como en serie? ¿Estamos equipados para ejecutar nuestro software sin saber nada de esto? ¿Qué sucede si una señal modulada existente, como un orden de pulso de 64 kHz o una señal SCG de 51 kHz es su fuente de asombro? Respondido por el aficionado en línea SW reberworldmark.com/tutorials/zero-angle-accel-multiplier las líneas se muestran con valores de factor de potencia cuadráticos... Lees verder