Medición de voltaje de bus de forma compacta

Como dije en un comentario a la otra respuesta, un zener de bajo voltaje como 3.3 o 3.6V comenzaría a conducir mucho antes de que sea el voltaje nominal del zener. Puede conducir una corriente pequeña como 100-200uA a aproximadamente 2V y de esta manera distorsionará seriamente la salida de su divisor. Estos zeners necesitan una corriente de al menos 30-40 mA para que su voltaje se acerque a su rango de peaje.

Un LED de baja potencia tiene mejores características que un zenner de bajo voltaje, pero creo que también agregará algo de no linealidad a su divisor de resistencia.

Verifique las especificaciones de su ADC. Verifique cuál es la impedancia de entrada más alta que puede pagar por su velocidad de muestreo. En tales casos, prefiero aumentar la impedancia del divisor para que su corriente sea de aproximadamente 200-400uA y no coloque ningún zener. Esta corriente de 400 uA en la sobretensión del bus puede llevarse a cabo por el diodo ESD de MCU (¡no recomendado!) O por un diodo schottky de señal pequeña externa (por ejemplo, BAT46W) al capacitor de electrolito a granel de Vcc. Este diodo tendrá una corriente inversa de menos de 1uA a 25C temp. y menos de 5uA a 60C temp. así que no ensuciaría mucho el divisor de tensión. También puede encontrar un diodo con una corriente de fuga más baja.

También sería bueno tener un capacitor de al menos 20pF cerca del pin.

Elaborando la respuesta de Todor Simeonov:

Su ADC SAR cobra su límite de entrada al muestrear. Verifique el valor de su hoja de datos, por lo general es bastante pequeño.

Coloque un capacitor que sea al menos (2 ^ NBits) veces más alto en la entrada. Ahora, cuando se realiza el muestreo, la tapa de muestreo del ADC se carga desde esta tapa del filtro, y la relación de valores garantiza que el voltaje no caiga más de 1 LSB.

Ahora, puede utilizar valores de divisor de resistencia muy altos, en los MegOhms, sin problemas. Esto resuelve perfectamente sus problemas de protección de entrada, todo por el precio de un pequeño límite SMD. Use C0G, ya que X7R es sensible a la vibración.

Sin embargo, tenga cuidado con su frecuencia de muestreo. Cada muestreo consume una cantidad de carga de la tapa del filtro, y desea que vuelva a su valor normal antes de volver a muestrear. Los valores altos de resistencia aumentarán este tiempo de establecimiento. Así que no muestree con más frecuencia que la constante de tiempo de establecimiento de su red RC.

Si está monitoreando el voltaje de la batería, seguramente no necesita muestrearla 100.000 veces por segundo ...

La forma normal de hacer esto es con las pinzas de diodo a la tensión de alimentación:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Esto sujetará la tensión a una caída de diodo de los rieles de tensión, y el divisor de resistencia limitará la corriente. Puede utilizar un diodo Shottky para una mejor sujeción. Tenga en cuenta la corriente de fuga inversa de los diodos. Fluirá a través del divisor de voltaje y creará un desplazamiento. Existe una compensación entre el voltaje de sujeción y la fuga inversa.

Este es un diodo adicional en comparación con su versión, pero puede comprar paquetes SOT con 2 diodos conectados de esta manera exactamente para este propósito, por lo que puede ser bastante pequeño. El paquete de diodo dual también tendrá una mejor coincidencia de corriente de fuga, especialmente sobre la temperatura que dos diodos discretos.

Este circuito también existe en cada pin de entrada de la mayoría de los circuitos integrados. Los diodos externos simplemente manejarán más corriente de forma segura. Dependiendo de su divisor de voltaje, es posible que no necesite ningún diodo de protección.