Efecto a largo plazo de sobretensión en diodos de sujeción y tensión de referencia ADC

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Estoy pensando en construir un pequeño circuito de monitoreo de voltaje / corriente que necesite monitorear un amplio rango de voltajes y corrientes. Las corrientes solo serán una única derivación del lado bajo.

El monitoreo se realizará mediante una serie de entradas ADC en una MCU a 3.3V.

Los voltajes de entrada para el monitoreo de voltaje y la derivación de corriente serán 0-24V.

Ahora, no solo quiero medir el 0-24V (a través del divisor de voltaje simple), sino también la porción inferior de ese mismo rango de voltaje (0-3.3V) en mayor resolución, así que directamente conectado sin el divisor de voltaje . Disposición similar para la derivación de corriente: diferentes divisores de voltaje para medir diferentes rangos de corriente en diferentes resoluciones.

Así que estoy pensando que la etapa de entrada más simple para las entradas de sobretensión será una resistencia simple y diodos de sujeción a + 3.3V:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Ahora el 10KΩ limitará la corriente del diodo a un máximo de alrededor de 2mA, por lo que a los diodos no les importará mucho. Mi pregunta es, qué pasará con el voltaje de la fuente de alimentación y, lo que es más importante, con el voltaje de referencia del ADC (podría usar una referencia externa, pero para esto probablemente solo use Vdd) cuando se aplique 24 V durante un período prolongado de tiempo ( Estoy hablando horas o incluso días aquí.

¿Debo considerar agregar un desacoplamiento adicional a la entrada de la MCU? Tal vez una pequeña resistencia adicional? ¿A la entrada de la MCU (A), oa la conexión de diodo- > Vdd (B)?

simular este circuito

¿Cualquiera de los dos sería recomendado, necesario o sin sentido? Dado el pequeño (2mA) actual, ¿habría algún problema por el que preocuparse?

(Las simulaciones que he ejecutado, aunque crudas [falstad], han mostrado que Vdd se mantiene en 3.3V, pero no confío en eso, y no tengo PSpice).

    
pregunta Majenko

2 respuestas

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Si ya está extrayendo más de 2 mA del suministro, entonces el 2 mA del diodo de sujeción simplemente reducirá la carga en el suministro en gran medida.

Desde un punto de vista de CC, solo importa cuando normalmente extraes menos de la corriente de sujeción porque entonces estás retroalimentando el suministro, lo que puede permitir que la tensión aumente.

Desde un punto de vista de CA, es posible que necesite un poco de filtrado según lo que realmente esté haciendo la entrada de 24 V y la sensibilidad del circuito a ese tipo de ruido de suministro.

Aparte de eso, creo que la primera versión es buena.

    
respondido por el AaronD
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No compre los diodos Vf más bajos que pueda encontrar a menos que no le importe la precisión. Tienes que intercambiar precisión (debido a la fuga) frente a Vf. En la práctica, los diodos Schottky garantizarán que no reciba una corriente significativa que fluya a través de la red de protección. Algo como un BAT54 es apropiado.

Ahora, los pedantes se quejarán de que la hoja de datos dice algo así como un máximo absoluto de 300 mV y probablemente estamos excediendo eso a bajas temperaturas, pero en realidad no importa porque las caídas de diodo de silicio en la red de protección aumentarán de manera similar, por lo que no Corriente significativa fluirá.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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