FAQ: защита дискретных и аналоговых входов, Выборка из истории форума Опции

[turnon]

Дискретный вход с гальванической развязкой на оптроне дает нагрузку на линию для гашения помех и изолирует внутренние 5В и GND в пределах корпуса.

А как поступают, если нужно реагировать на замыкание контакта и нет возможности тянуть внешнее питания для входа?
Чем чревато брать питание 5В и GND непосредственно от платы и выносить далеко за пределы корпуса? Или все таки крайне желательно иметь отдельный источник, не связанный с платой?

Какие проблемы у входа без развязки? С учетом того что он реализован как положено - есть нагрузка на линию, TVS и т.д.

Чтобы разряд в 2 kV не вышибал плату, питание на провода, то есть вот эти 5V делают изолированными.
А выносить нельзя, потому что разряды в провода вышибают микросхемы только так.

А почему разряд в 2 kV не вышибет часть схемы развязанной схемы, но вышибет неразввязанную?

[hsoft]

А почему разряд в 2 kV не вышибет часть схемы развязанной схемы, но вышибет неразввязанную?

Потому что к развязанной части можно прикладывать напряжение вплоть до максимума изоляции (например 2kV) к любой точке схемы (этой самой развязанной части)
относительно земли устройства и ничего не произойдет. Уточню, по схеме выше выйдет из строя конденсатор С9 т.к. он на 1.5кV, но если заменить его на 2.5kV то все будет ок.
К гальванически не развязанной части тоже самое приведет гарантированной порче устройства.

Сообщение отредактировал hsoft - Apr 12 2017, 01:24

[turnon]

Потому что к развязанной части можно прикладывать напряжение вплоть до максимума изоляции (например 2kV) к любой точке схемы (этой самой развязанной части) относительно земли устройства и ничего не произойдет.

Прикладывать относительно чего? Считаем что неразвязанная часть схемы питается от трансформаторного БП, т.е. изолирована от сети 220В.

[hsoft]

Прикладывать относительно чего? Считаем что неразвязанная часть схемы питается от трансформаторного БП, т.е. изолирована от сети 220В.

...относительно земли устройства ...

Если непонятно, выкладывайте сюда схему будем рисовать.

Сообщение отредактировал hsoft - Apr 12 2017, 06:57

[turnon]

...относительно земли устройства ...
Если непонятно, выкладывайте сюда схему будем рисовать.

Схема условная. CH_IN и GND_ISO выведены наружу. Почему ничего не произойдет если приложить 2 kV между CH_IN и GND_ISO?

[hsoft]

Схема условная. CH_IN и GND_ISO выведены наружу. Почему ничего не произойдет если приложить 2 kV между CH_IN и GND_ISO?

Ответы на картинке. Один комментарий, защита между входами оптрона будет работать как защита для именно всплеска 2kV и сколько то там наносекунд.
Естественно если подать туда постоянку 2kV все компоненты защиты испарятся, но... основная схема после оптрона все равно останется целой.
Для защиты от постоянки в 2kV можно поставить одноразовую схему защиты, но Вы тогда должны быть точно уверены, что это защита не от ESD, а от разряда молний прошедшего в непосредственной близости от изделия.
И да это уже совсем другой уровень, отсылаю Вас к руководству по защите от молний в компании Bourns, Littelfuse и Semtech. У них на сайтах полно руководств такого плана.

Сообщение отредактировал hsoft - Apr 12 2017, 08:17

Эскизы прикрепленных изображений

 

[turnon]

Ответы на картинке. Один комментарий, защита между входами оптрона будет работать как защита для именно всплеска 2kV и сколько то там наносекунд.

Спасибо. Верно ли что оптрон нужен только для исключения доступа возможных 2 kV в изолированную часть схемы? Можно же два резистора по 750 Ом и 1000 pF поставить и без оптрона. Ну и еще оптрон создает нагрузку для подавления помех. Это может сделать и резистор.

Слышал мнение что нельзя выносить наружу внутрисхемные GDN и +5V из-за возможных наводок на них. Как эти наводки проникают в схему, мне непонятно. Ведь на дискретном входе будет стоять весь комплекс защит: трансил, резистор 10К, диоды на GND и стабилитрон под +5V, резистор 10K и конденсатор 0.1 uF перед пином МК.

[hsoft]

Спасибо. Верно ли что оптрон нужен только для исключения доступа возможных 2 kV в изолированную часть схемы? Можно же два резистора по 750 Ом и 1000 pF поставить и без оптрона. Ну и еще оптрон создает нагрузку для подавления помех. Это может сделать и резистор.
Слышал мнение что нельзя выносить наружу внутрисхемные GDN и +5V из-за возможных наводок на них. Как эти наводки проникают в схему, мне непонятно. Ведь на дискретном входе будет стоять весь комплекс защит: трансил, резистор 10К, диоды на GND и стабилитрон под +5V, резистор 10K и конденсатор 0.1 uF перед пином МК.

Оптрон позволяет спокойно работать при приложенном постоянном напряжении 500 вольт, а это никакими резисторами не заменить.
Про питание, конечно питание более устойчиво к внешним воздействиям чем входы.

Сообщение отредактировал hsoft - Apr 13 2017, 01:04

[turnon]

Про питание и дискретный вход, давайте рисунок, потом будем обсуждать, надо сначала понять сколько у Вас дискретных входов будут запитаны от этих 5V, сколько предполагается "отдать" мощности на все эти входы
и какая схема подключения каждого такого входа на этой и на дальней стороне. Без этого придется строить догадки...
А и еще от какого напряжения запитана основная часть микросхем и микропроцессор 5V, 3.3V или другое напряжение.
Ну да и какие требования по защите.

Вот например. Фиксирует замыкание кнопки/контакта/выхода ОК. Должно надежно работать при линии ~5 метров рядом с кабелем кондиционера ~3 кВт. От этих же 5В запитан STM8S. Годится ли такая схема, или смысла нет делать без развязки и лучше сделать с развязкой на оптронах и с DC/DC для внешних +5V ?

[hsoft]

Годится ли такая схема, или смысла нет делать без развязки и лучше сделать с развязкой на оптронах и с DC/DC для внешних +5V ?

Фраза о кабеле 3кВт ни о чем не говорит, на самом деле. Поставьте так, будут гореть часто платы, сделаете честную развязку.

[turnon]

Фраза о кабеле 3кВт ни о чем не говорит, на самом деле. Поставьте так, будут гореть часто платы, сделаете честную развязку.

От чего вышеприведенное будет гореть, прокомментируйте пожалуйста.

Еще выше было про импульс 1 kВ 50 нс, от которого защищают вход. А как же это выдерживают внешние блоки питания? Ведь там на выходе обычные электролиты на 50В.

[hsoft]

Еще выше было про импульс 1 kВ 50 нс, от которого защищают вход. А как же это выдерживают внешние блоки питания? Ведь там на выходе обычные электролиты на 50В.

На выходе блоков питания стоят электролиты в сотни микрофарад, а на дискретном входе 1nF (0.001uF) поэтому то, что не пробьет блок питания запросто вышибает дискретные входы.
Оборудование тестируется на стойкость к разрядам, вот здесь описаны разные классы оборудования и параметры воздействий http://www.pribor-test.ru/ems.html

От чего вышеприведенное будет гореть, прокомментируйте пожалуйста.

Кондиционер находится на улице, сухой воздух, вращающиеся лопасти вентилятора кондиционера, одежда человека который касается кнопки, все может быть источником статического разряда.
Вот здесь по теме http://www.chipinfo.ru/literature/chipnews/200307/8.html

Сообщение отредактировал hsoft - Apr 13 2017, 01:05

[turnon]

Кондиционер находится на улице, сухой воздух, вращающиеся лопасти вентилятора кондиционера, одежда человека который касается кнопки, все может быть источником статического разряда.

Так ведь в приведенной схеме без развязки есть трансил SMAJ5.0, разве он не защитит от статических разрядов?

[hsoft]

Так ведь в приведенной схеме без развязки есть трансил SMAJ5.0, разве он не защитит от статических разрядов?

Все зависит от разряда.

Сообщение отредактировал hsoft - Apr 13 2017, 01:06

[turnon]

TVS работают "с вероятностью", у них очень неравномерная характеристика. Вы параметры его видели?
SMAJ5.0©A 5.0 напряжение пробоя 7.25V максимальное напряжение защелкивания 9.2V
То есть он может и 9.2V пропустить дальше.А Ваш микропроцессор может от 6V загнуться

А после него не сразу идет на ногу МК, а еще стоят защитные диоды и излишек сливается не на питание, а через стабилитрон.