Entrada lógica digital con rango de voltaje de entrada muy amplio

Debería poder hacer esto si piensa en este voltaje de entrada como una señal analógica. Atenúelo por 100, y tiene algo en el rango de 0-5 V. 5 V en resultados en solo 50 mV, pero todavía es lo suficientemente alto como para detectar por encima de cualquier ruido de fondo razonable.

Podría ser una buena idea ejecutar esto en un micro para medir realmente el voltaje, y luego hacer que el código decida si el voltaje de entrada está realmente "presente" o no. Con un rango de 100: 1, supongo que no es tan simple como comprobar si se trata de más de 4 V, por ejemplo, o no. Se espera que el código compruebe cuál es el nivel esperado, quizás vea que es bastante estable, o lo que sea. Tenga en cuenta que una línea que está a 480 V cuando está "encendida", puede tener más de 5 V de ruido cuando está apagada. Creo que una lógica que haga más que una simple comparación de umbral fijo será útil.

Debido a la alta tensión, desea utilizar un divisor de alta impedancia, de lo contrario, disipará una potencia significativa. La resistencia superior de 1 MΩ y la resistencia inferior de 10 kΩ suenan como si pudiera funcionar. Eso no es exactamente 1/4 W a 480 V en, y por supuesto mucho menos a voltajes más bajos. También proporciona una salida de impedancia de 10 kΩ para controlar la entrada A / D.

El divisor de tensión R1, R3 necesita crear aproximadamente la tensión de umbral del Nmos, que generalmente es de alrededor de 0.7V cuando la entrada es de 5V. El diodo Zener está ahí para proteger la compuerta Nmos, por lo que cualquier cosa por encima del voltaje Zener elegido simplemente se cae directamente a tierra. Esto permite un rango de entrada muy amplio. R1 debe tener una resistencia de aproximadamente 1 Mohm o más para evitar un flujo excesivo de corriente en el lado de entrada. La salida es una simple salida de amplificador inversor de fuente común. R2 debe coincidir con la corriente de salida que desee, es decir, Vdd / R2 = I. Asegúrese de que Vdd NO sea lo mismo que su señal de entrada. Debería estar en un nivel que M1 pueda manejar.

La forma en que funciona este circuito es entre 0 y 5 voltios, el divisor de voltaje no debe proporcionar un voltaje lo suficientemente alto como para alcanzar el voltaje de umbral del Nmos. Por encima de 5 voltios, se alcanza el umbral de voltaje, el nmos se enciende y conduce la salida a tierra. Si la entrada es realmente alta y el divisor de voltaje comienza a pasar a través de un voltaje demasiado alto, el diodo Zener se activa y limita el voltaje de entrada a, en este caso, 5V máx.

El umbral de 5V no es terriblemente preciso, ya que los voltajes de umbral en mosfets tienden a variar según el proceso que los generó. Si se necesita mayor precisión, me dirigiría hacia una solución de amplificador operacional a menos que las soluciones digitales mencionadas en las otras respuestas también funcionen.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Creo que su rango de voltaje será difícil de lograr con un solo circuito.

Hice entradas industriales que fueron robustas para entradas en el rango de 0 a aproximadamente 50V. Utilicé un optoacoplador LED como entrada. En lugar de usar una resistencia para polarizar, el optoacoplador I usó un diodo regulador de corriente delante del LED, lo que conduce a un aumento lineal de la disipación de potencia en el componente de polarización a medida que aumenta la tensión en lugar de un aumento cuadrado como lo hace con una resistencia.

He utilizado una estrategia ligeramente diferente para detectar altos voltajes con un optoacoplador. Publicaré el circuito de eso en breve.

Los diodos limitadores / reguladores actuales son excelentes, hace un tiempo abordé un problema similar, así que pensé en compartir mis hallazgos:

Utilicé un rectificador en varios diodos limitadores de corriente en serie para controlar un optoaislador. El Semitec E-202 pasa 0.5-2 mA a través de un rango de voltaje de 0.5 a 100V. Seis E-202s en serie en un Vishay SFH618 Opto deberían pasar 0.5 mA con bastante facilidad (suponiendo algo como 3.3V o 5V disponible para el suministro de opto).

No hay un montón de espacio de maniobra y su señal de salida será bastante pequeña, pero tendrá un muy buen aislamiento y una detección confiable de presencia / ausencia de voltaje entre aproximadamente 4.5V y 600V (recuerde que 480 Vrms le da 580Vdc fuera del rectificador).

TI tiene una solución bastante buena que puede ayudarlo a detectar hasta 350V DC. La idea es limitar la corriente mediante una resistencia y un circuito limitador de corriente adicional:

Interfaz de aplicaciones de alto voltaje para controladores de baja potencia