Добрый день.

Есть плата (не я автор), у которой шлейфы порядка 50-100 метров через резистор 270 ом подключены к микроконтроллеру PIC16F73. После резистора стоит стабилитрон BZX84 на 4,7 вольта. Входы используются как входы АЦП. Заказчик жалуется что при попадании на них 12 вольт выгорают ноги микроконтроллера, а они правда иногда выгорают.

Взял я спаял резистор и стабилитрон и посмотрел что там после стабилитрона получается. Получилось что кратковременные импульсы доходят до 7,5 вольт.


Слишком медленно срабатывание стабилитрона подумал я и поставил TVS - esda5v3l. Но ситуация не изменилась. В целом такие же всплески превышающие защитное напряжение, так же примерно до 7,5 вольт.



По описание PICа напряжение на входах не должно превышать напряжение питания плюс 0,3 вольта, то есть не больше 5,3 вольт в моём случае. Не знаю насколько плохо для PICа такое кратковременное превышение, но видимо плохо, раз ноги горят.

Почему не успевает быстрее срабатывать TVS диод, если по разным описаниям они должны срабатывать за пикосекунды? Как с эти бороться кроме гальванической развязки?

Сообщение отредактировал IgorAVR2 - Feb 25 2017, 16:56

Как написано

Потому что в вашей схеме сначала срабатывают диоды в мк.

Видимо нам так и придётся сделать, тем более что аналоговый сигнал у нас вообще статичный - это охранные шлейфы с концевым резистором который надо измерять.
Но основной мой вопрос - почему не срабатывает вовремя TVS ?

Вам что-нибудь говорит данное изображение вкупе с ссылкой на документ в предыдущем посте?

Да, да говорит. И документ посмотрел. По вашему у TVS на 5,3 вольта Clamping Voltage до 7,5 ?
По документации до 5,9 вольт - именно такое напряжение у него указанно как максимальное. Но никак не 7,5.

Сообщение отредактировал IgorAVR2 - Feb 25 2017, 18:32

В вашей схеме не хватает, собственно, самого пика, с его защитными диодами, схемой питания и конденсаторами, которые стоят на питании -
это повлияет на результат измерения. Я бы заменил номиналы в вашей схеме на R1=2K и C1=100nF. Попробуйте, этого должно быть достаточно.

Все же видимо не говорит, раз задаете снова тот же вопрос. Еще раз, в первую очередь у вас срабатывают диоды в МК- в приведенной вами схеме твс практически бесполезен. В мк схема защиты абсолютно такая же о какой говорит NeonS(только диоды гораздо слабее)- по совершенно очевидным причинам она быстрее чем твс.

а дроссель ?

То что в любом современном МК стоят защитные диоды на каждом выводе я знаю. И напряжение их срабатывания уж точно больше 5 вольт. Только почему вы решили что они однозначно быстрее?



Дросселя нет, вся надежда на стабилитрон была и резистор у того кто разрабатывал эту схему.

Ага, особенно в любых 3.3В микроконтроллерах, да. Мне не хочется этого говорить но мне кажется вы не знаете как диод работает.

Свойства схемы и самого диода+ разница в конструктивном исполнении.

Защитные диоды в МК работают не так, как ваш стабилитрон. Надеюсь, Вы это понимаете и объяснять не нужно.
Критичными параметрами являются - предельно допустимый ток через защитные диоды (20-25мА), и подъем напряжения питания выше допустимого (5,5В).
Даже если очень кратковременно (но многократно) эти параметры будут превышены - то ваше устройство может выйти из строя. Может, не сразу - со временем...

Ну понятное дело что у нас не 3,3 вольта, я же написал -PIC16F73.
Как работает диод и что такое напряжение пробоя диода я хорошо понимаю, не волнуйтесь. Но вот какие "свойства схемы" и "конструктивные исполнения" однозначно вам дают понять что встроенные в МК диоды быстрее внешнего TVS мне непонятно. Может для PICов и указанно где то в документации, что они используют самые быстрые в мире защитные диоды, ими я не занимаюсь особо, но вот для STMов разных я не припомню такого параметра, хоть специально и не искал. Зато знаю что производители микроконтроллеров, зачастую, так же рекомендуют ставить внешние защитные диоды и то что они всё равно не успеют сработать тоже не слышал.



Нужно! Нужно объяснить. Не понимаю в чём принципиальная разница и почему они однозначно быстрее. По этой логике, если диоды в микроконтроллере всегда быстрее, то они всегда на себя будут брать удар и внешние защитные диоды никогда не нужны, т.к. всё равно никогда не успеют сработать.

Тогда, для начала, посмотрите в даташите схему входного порта пика.
Защитные диоды там не работают на "пробой", они работают в прямом включении,
когда напряжение на входе порта больше напряжения питания пика, или меньше нуля.

Поэтому я и полагю что не знаете Ну и выше одно из важнейших отличий упомянул @Ark. Погуглите по теме ESD/EFT подробнее, вне рамок вашей схемы- мне просто как в случае с clamping voltage лень снова копировать первые ссылки из поисковика.

Да нет, у них у всех общий принцип- схема описанная NeonS. В масштабе кристалла мощи у них разумеется немного, но как уже неоднократно говорилось у них высокое быстродействие: как минимум гораздо выше чем у general purpose TVS из вашей схемы. Такую защиту можно конечно перенести и на больший масштаб- например сборкой, или ставить ультрабыстрые супрессоры для USB, HDMI, GBE и пр- но какой в этом смысл если в вашей схеме нужно всего лишь изменить порядок включения компонентов? Нет, если интересен спорт и сильно желаете упереться рогами- ничего страшного, это понятно. Но зачем эти демагогии, которые по большей части отсылают к вашим пробелам в знании, когда уже можно было по-быстрому спаять другую тестовую схему(с другим порядком) и проверить?

Если так непонятно, тогда не знаю даже - попробуйте отмасштабировать на другие мощности посмотреть скажем у Phoenix Contact УЗИП на RS-485, а после спросить себя: что будет если убрать резисторы?

Да, всё верно. Вы все правы, они будут работать в прямом включении, поэтому им и срабатывать нечего, сразу проводят.
P.S. В даташите на PIC рисовать схему не стали, а просто словами написали. Посмотрел на схему порта AVR, вдумался... Схемы портов у всех одинаковые.


Всё, понял. Значит и мне нужны в прямом включении внешние, но помощнее чем встроенные.

Шотки ставят внешние, для этого... В совсем уж тяжелых случаях....
Но у Вас, по моему, все можно решить без таких излишеств...