wie wird eine Zenerdiode+Widerstand richtig dimensioniert?
Ich möchte eine Zenerdiode als
Spannungsbegrenzung für TTL-Eingänge (5V) benutzen.
Wie muß die Zener-Diode und der Strombegrenzungswiderstand dimensioniert werden um sicheren Schutz gegen Überspannungen bis 24V zu gewährleisten?
Vielen Dank schom im Voraus.
viele Grüße
Stefan Ludwig
Hallo Stefan
1. Zener-Spannung.
Da die Zener-Dioden-Spannung auch eine Toleranz hat (10% oder 5%) musst du dir einen Typ suchen welcher bei maximaler +Toleranz die maximale Eingangsspannung des IC's nicht überschreitet (in deinem Fall ca. 5 Volt) UND bei maximaler -Toleranz der "1"-Pegel noch siccher erreicht wird (> 2.4 Volt bei TTL).
2. Der Maximale Widerstandswert ergibt sich aus der Forderung, dass der "0"-Pegel sicher erkannt werden muss. (Eingangs-Spannung bei "0"-Pegel + Eingangsstrom des IC's * Widerstand muss <0.8Volt sein).
3. Nun kannst du die Verlustleistung der Zener-Diode bei 24Volt berechnen.
Ein Problem hast du aber immer noch, die maximale zulässige Eingangs-Spannung ist normalerweise mit Vcc + 0.5 Volt spezifiziert. Wenn nun dein Gerät ausgeschaltet ist (Vcc = 0) und am Eingang eine Spannung anliegt dann wird diese Bedingung verletzt.
Das zweite Problem ist der schlechte Störspannungs-Abstand beim "0"-Pegel.
Am besten nimmst du ein Gatter mit Schmitt-Trigger Eingang (z.B. 74HC14) und schaltest 2 Dioden dazu (D1: Anode = Vo; Kathode = Eingang, D2: Anode = Eingang; Kathode = Vcc) und natürlich den Widerstand.
MfG Peter(TOO)
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Moinmoin,
muß es dann unbedingt eine Zener-Diode sein? STABIS sind doch wesendlich einfacher zu handhaben.
Nun, es muß also geprüft werden ob bei allen Betriebsbedingungen die Stabilisierung gewährleistet ist und es muß geprüft werden, ob die Bauteile durch überlast gefährdet werden.
Das Prinzip ist ja ein Spannungsteilerschaltung.
UQ=UIB*RL/RV+RL
oder
UI/R+RL = UQ/RL
UI= U Input
UQ= U ausgang
RL= Widestand der angeschlossenen Last
RV= Vorwiderstand
Wert einer BZY 83 -C5V6
Uz= 5,6V
Ptot= 250mA
IzA = 44,7mA
Ist die Stabilisierung bei IA gegeben?
IRV=UIA-UQ/RV
PV= UQV*IRV
Da es bei den Widerständen nur Normwerte gibt, muß die Schaltung mit dem gewählten Widerstand nachgerechnet werden.
Friedrich
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Hallo
muß es dann unbedingt eine Zener-Diode
sein? STABIS sind doch wesendlich
einfacher zu handhaben.
Friedrich
Die Frage lautete:
"Ich möchte eine Zenerdiode als
Spannungsbegrenzung für TTL-Eingänge (5V) benutzen."
MfG Peter(TOO)
Wie Du die Vorwiderstände dafür berechnen kannst ist doch eindeutig zu erkennen und beschrieben.Du muß die Regeln des Spannungsteilers einhalten.
Doch was spricht gegen eine STABI Anschaltung für Deine 5 Volt? Damit ist auch eine Spannungsbegrenzung erreichbar, oder sollen die Dinger in irgendeinem Eingang, da würde ich dann aber OPS vorsehen. Ich habe jedenfalls keine Schwirigkeit damit, zumal bei einer Zenerdiode die genauen Betriebsbedingungen bekannt sein müssen.
Friedrich
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Hallo Stefan,
wie wird eine Zenerdiode+Widerstand
richtig dimensioniert?
Wie Du die Z-Diode richtig dimensionierst findest Du auf dieser Seite:
http://www.e-online.de/sites/bau/0201211.htm
Die Berechnung muss nicht genau stimmen denn Du willst ja nur die Spannung begrenzen und keine Spannungsstabilisierung haben.
Von der Lösung mittels Spannungsregler bin ich nicht so überzeugt.
werden um sicheren Schutz gegen
Überspannungen bis 24V zu gewährleisten?
Treten diese Spannungen von 24V dauerhaft auf oder nur als gelegentlicher Peak ?
Hast Du vielleicht schon mal über den Einsatz eines Optokopplers nachgedacht? Der bietet Dir dann auch gleich den Vorteil der galvanischen Trennung.
Gruss
Pit
