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Hallo,
Ich möchte für ein Voltmeter einen Überpsannnungsschutz mit zwei Z-Dioden verwenden (siehe unten).
Leider gibt es folgenden Haken bei der Schaltung:
Die Z-Diode schalten bei so kleinen Störmen nicht durch (Messbereichserweiterung sehr hochohmig).
Hat Jemand eine Idee, wie man das Problem lösen könnte?
Oder kennt jemand einen alternativen Überspannungsschutz?
Ich freue mich auf eure Antworten!
fg Pfiff
Hallo Pfiff!
Das ist eine Idee. Es sind normale Dioden. Jede Diode Begrenzt die Spannung auf ca.0,5V. Wenn der niedrigster Bereich des DVM´s höher als +/- 200 mV ist, müssen mehrere Dioden seriell geschaltet werden (z.B. für +/- 2V jeweills 5 Dioden in Serie). Der Strom durch die Dioden wird durch Resistoren im Spannungsteiler begrenzt.
MfG
Code:
.------. .------.
Spannungs- | | | |
Teiler | |-----+----+------| | DVM
| | | | | |
'------' V - '------'
- ^
| |
| |
=== ===
GND GND
Ich glaube nicht dass, das so funktioniert.
Wo fällt die überschüssige Spannung ab, wenn die Dioden kurschließen?
Ich habe einen enorm hochohmigen Eingangsspannungsteiler (siehe Schaltung), der mir fast keinen Stom durchlässt... Bekommen die Dioden genug Strom, bzw. bin ich im Arbeitsbereich?
fg Pfiff
Also so ganz werde ich weder aus der Frage, noch aus dem Schaltplan von Pfiff schlau.
Z-Dioden werden ab einer bestimmten Spannung in Sperrichtung leitend. Das ist aber kein völlig sprunghaftes Verhalten, es ist halt so, daß unterhalb der Zenerspannung ziemlich wenig Strom durchfließt, je höher die Spannung wird, desto größer wird der Strom. Es gibt dabei keinen Minimalstrom, den die Dioden zum "Durchschalten" brauchen.
Bei der vorliegenden Schaltung würde ich mir eher Sorgen um den Strom machen, der bei niedriger Spannung durch die Diode fließt (Leckstrom). Der könnte einen meßbaren Spannungsabfall am hochohmigen Eingangsspannungsteiler verursachen und dadurch den Meßwert verfälschen. Wofür sind R10 und R11 vorgesehen?
Die Variante die PICture vorschlägt ist sicher machbar (auch hier müßte man auf die Leckströme der Dioden achten).
Alternativ kann man die Dioden statt gegen Masse auch gegen Plus bzw. Minus der Betriebsspannung anschließen (genauso wie im Schaltbild von Pfiff, aber keine Z-Dioden, sondern normale Dioden und R10 und R11 weglassen).
Sonstige Ideen zur Spannungsbegrenzung:
Glimmröhren (nur für höhere Spannungen, evt. auch zu langsam),
Fensterdiskriminator, der z.B. einen FET gegen Masse niederohmig schaltet (wenn man unbedingt mit Kanonen auf Spatzen schießen will).
Gruß Uli
Ab welcher Spannung ist das etwa?Zitat:
Zitat von ranke
@murus:
übliche Werte: 3 bis 100 Volt
herstellbare Werte: 2 bis 600 Volt
Quelle:
http://de.wikipedia.org/wiki/Zener-Diode
Gibt es in feiner Abstufung beim Elektronikhändler Deines Vertrauens zu kaufen.
Gruß Uli
Aurgund von halbleitertechnischen Gründen schaltet eine Diode (abhängig von der Spannung) immer nur in einen gewissen Stromberreich durch.
Man nennt das dann "Arbeitspunkt einstellen".
Es muss also ein Mindeststrom fließen. Klar soweit?
Der Eingangswiderstand bei Voltmetern ist bekanntlich sehr hoch.
Deshalb fließt nur ein sehr kleiner Strom I=U/R...
Und dieser Strom ist eben ZU klein für die Diode.
Normale Dioden schalten bereits bei 0,7V durch und werden in Durchlassrichtung betrieben.
Ich verwende Z-Dioden (Sperrichtung betrieben), weil diese erst bei höheren Spannungen durchschalten.
An den Widerständen R7, R8 fällt die überflüssige Spannung ab, wenn die Dioden durchschalten.
Man hat ja kein Problem wenn der Strom der von Eingang kommt zu klein ist.Zitat:
Aurgund von halbleitertechnischen Gründen schaltet eine Diode (abhängig von der Spannung) immer nur in einen gewissen Stromberreich durch.
Man nennt das dann "Arbeitspunkt einstellen".
Es muss also ein Mindeststrom fließen. Klar soweit?
Der Eingangswiderstand des Messmoduls ohne Schutzdioden ist so hoch, das auch ein kleiner Strom schon zu einer hohen Spannung führt. Da hilft dann die Diode und begenzt die Spannung auf 0,4 - 0,6V oberhalb (oder unterhalb) einer einstellbaren Spannung.
Das geht mit normalen Dioden für D1, D7 wie in Bild "übersp.GIF". Die Widerstände R10 R11 braucht man dabei nicht so groß zu machen.
Manfred
Warum nicht?Zitat:
Man hat ja kein Problem wenn der Strom der von Eingang kommt zu klein ist.
Wie soll eine Messspannung von 2V (bei 2V sollen die Dioden durchschalten) bei diesem hohen Eingangswid. genug Strom "mitbringen"?
Die Diode schaltet nicht plötzlich durch, ihr Strom erhöhrt sich exponentiell mit der Spannung. Die Spannung steigt dabei auf etwa 0,6V bei 10mA. So groß wird der Strom durch den Vorwiderstand nicht.
Wenn sie also dafür sorgt, dass der Strom abfließt und sich die Spannung nicht um mehr als 0,6V erhöht, dann hat sie ja ihre Aufgabe als Schutzdiode erfüllt.
Manfred
Nein, die Schaltung funktioniert so nicht.
Ein Freund von mir hat Sie schon getestet.
Die Diode bekommt ganz einfach nicht den Mindeststrom.
Warum glaubt mir das niemand?
Welche Alternativen (mit wenig Schaltungsaufwand) gibt es sonst noch?
Schau Dir noch mal an, was Du genau erreichen möchtest.
Hier ist auch noch ein Artikel zu Schutzschaltungen.
Manfred
http://www.as-workshop.de/sensprax/anschlus.htm
Bild hier
Das ist auch kein Wunder, wenn 1.2 MegaOhm in Serie zu den Dioden sind. Mach die Widerstände R10 und R11 raus, dann begrenzt die Schaltung auch. Im Übrigen reicht auch eine normale 1N4148 als Ersatz für die 1N821. Es muss keine Zenerdiode sein.Zitat:
Zitat von Pfiff
Gruß Waste
OK, nehmen wir einmal an, dass die Dioden tatsächlich durchschalten.
Dann hab ich aber immer noch starke Probleme mit dem Leckstrom. Dieser würde mir das gesamte Messergebnis verfälschen.
Ich hab mich bei meinem Freund genauer erkundigt:
Er hat einen Impedanzwandler vorgeschalten. Erst dann hat die Diode durchgeschaltet.
Aber ein Impeadanzwandler hält keine hohen Überspannungen aus...
Und auch er hatte große Probleme mit dem Leckstrom (bei 1N4148).
fg Pfiff
Hallo Pfiff!
Seit wann braucht eine Diode ein Mindestrom? Der Strom durch eine Diode fließt wenn die Übergangsspannung der Diode überschritten ist und die Spannungsabfall ist dann maximal ca.0,7V. Wenn Du nicht glaubst, prüfe es doch selber! Hier eine Skizze. Wenn Du den Schalter schließt fällt die Spannung auf ca. 0,5 V oder?
MfG
Code:
z.B. 1M
___
+-----|___|-----+<---------- hier wird die Spannung
| | nach dem Schließen
| V Diode des Schalters durch
+ | - die Diode begrenzt
- |
Batterie --- \ o
| \
- | \. Schalter
| o
| |
=== ===
GND GND
Dann einfach low leakage Dioden verwenden!Zitat:
Zitat von Pfiff
Welcher Leckstrom wäre denn noch akzeptabel?
Waste