Время срабатывания TVS диодов, Защита входов микроконтроллера PIC16F73 Опции

[IgorAVR2]

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

[Огурцов]

пикосекунды? Как с эти бороться кроме гальванической развязки?

конденсатор ?

[IgorAVR2]

конденсатор ?

Конденсатор не помогает, ставил на 1 нФ и на 100 нФ.

Вам бы привести фрагмент схемы для лучшего понимания. Например, Вы не указали напряжение питания контроллера, не описали как организованы A/D входы, их входное сопротивление и так далее. Совершенно непонятно об источнике 12 вольт, как о потенциальной опасности. Могу лишь напомнить, что 100 метров провода - это неслабая индуктивность порядка 150мкГн и такая же эффективная антенна. Подключать такое счастье напрямую в A/D всегда проблемно: желательно либо заботиться о демпфировании, либо огранизовывать крепкую защиту как clamp.

В моём случае схема это и есть резистор, а за ним стабилитрон или TVS - тупо взял и спаял их отдельно для эксперимента, осциллограммы с них. А на плате так и организованно резистор последовательно между самим входом и ножкой МК и со стороны МК стабилитрон, больше ничего нету по входам. Напряжение питания контроллера 5 вольт. Откуда берутся 12 вольт у заказчика я сам не знаю, возможно не правильный монтаж, я же их брал с блока питания.
И т.к. плата не моей разработки и часть плат уже спаянно, то вопрос стоит как с минимальными навесными "напайками" решить эту проблему.

[@Ark]

... вопрос стоит как с минимальными навесными "напайками" решить эту проблему.

Если минимальными действиями, то:
1) Замените последовательный резистор 270ом, на резистор 2КОм (или больше).
2) Параллельно стабилитрону (или вместо него) поставьте керамический конденсатор 0,1мкф.
Этого должно быть достаточно.


Сообщение отредактировал @Ark - Feb 25 2017, 17:56

[IgorAVR2]

Если минимальными действиями, то:
1) Замените последовательный резистор 270ом, на резистор 2КОм (или больше).
2) Параллельно стабилитрону (или вместо него) поставьте керамический конденсатор 0,1мкф.
Этого должно быть достаточно.

1) Это у нас последний и запасной вариант, т.к. на шлейфах висят резисторы и придётся менять их. Об этом думали но пока решили отложить это.
2)Конденсатор вообще не помогает - с ним пики те же как оказалось. Я тоже думал что конденсатор решит все проблемы, а нет. По крайне мере с резистором на 270 ом.

[@Ark]

1) Это у нас последний и запасной вариант, т.к. на шлейфах висят резисторы и придётся менять их. Об этом думали но пока решили отложить это.
2)Конденсатор вообще не помогает - с ним пики те же как оказалось. Я тоже думал что конденсатор решит все проблемы, а нет. По крайне мере с резистором на 270 ом.

Конденсатор нужно непосредственно к ноге пика ставить, и обязательно в сочетании с резистором достаточного номинала.
Вы посчитайте, какой мгновенный ток пойдет через ногу пика и встроенный защитный диод - в питание пика (или в землю), если, к примеру,
наведется вольт 50 (с запасом). И сопоставьте с разрешенными 25мА через защитные диоды.
Почему такие "выбросы" пропускают TVS или супрессоры - это отдельный вопрос...

Входной конденсатор (вместе с входным резистором) определяет полосу пропускания сигнала для A/D, поэтому увеличивать его безнаказанно нельзя, к сожалению.

Конечно, нельзя. Но для большинства применений - даже резистор 10К и конденсатор 0.1мкф - вполне приемлемый вариант.
Кроме специальных случаев, которые нужно рассматривать отдельно.

[IgorAVR2]

Конечно, нельзя. Но для большинства применений - даже резистор 10К и конденсатор 0.1мкф - вполне приемлемый вариант.
Кроме специальных случаев, которые нужно рассматривать отдельно.

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 ?

[EvilWrecker]

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?