Giải pháp tóm tắt:
- Một bóng bán dẫn đơn và 3 điện trở sẽ nhận tín hiệu 0V \ "5V trở lên" và tạo ra đầu ra 5V / 0V. Với giá trị điện trở ví dụ, tải trên tín hiệu khoảng 80 uA ở 5V và 250 uA ở 15V. Điều này có thể được giảm xuống để nói 8 uA / 25 uA nếu muốn và thậm chí thấp hơn nếu cần thiết. (Phiên bản lớn hơn của sơ đồ bên dưới).
Một điện trở 390 ohm và zener 4V7 sẽ làm những gì bạn muốn với điều kiện bạn có thể chịu được tải hiện tại 25 mA.
Sử dụng op amp cho phép kết quả tốt hơn một chút nhưng giải pháp một bóng bán dẫn nên hoàn toàn đầy đủ.
KHÔNG BAO GIỜ cho phép diode kẹp / bảo vệ của IC mang dòng điện trong quá trình hoạt động bình thường. Bạn đang mời hoạt động không đáng tin cậy và bất ngờ và có thể không hoạt động trong tất cả các ngày của cuộc đời sản phẩm của bạn. Làm điều này trong quá trình hoạt động bình thường luôn vi phạm các điều kiện biểu dữ liệu.
- Bạn có thể thoát khỏi uA hoặc thậm chí một vài 10 uA và bạn có thể NGHINK rằng bạn đã thoát khỏi việc sử dụng chúng để mang 100 uA. MỌI ứng dụng sử dụng điốt bảo vệ để mang hơn một nửa dòng điện trong hoạt động bình thường đang vi phạm thông số kỹ thuật của bảng dữ liệu và mời Murphy đi ăn trưa.
Kết quả không thể đoán trước.
Không có thiết kế chuyên nghiệp sẽ làm điều này .
Ứng dụng ghi chú đề nghị nó thường không chuyên nghiệp.
Xem phần cuối câu trả lời này.
Giải pháp bóng bán dẫn đơn:
Đầu vào được hiển thị là 5-15V nhưng mọi thứ ở trên khoảng 4V sẽ hoạt động.
Khi vin = 4V Vbase = R2 / (R1 + r2) x 4V = 0,6V.
Điều này là không đủ, nhưng ở mức 5V, bạn có quá nhiều ổ đĩa.
Giá trị R1 & R2 được hiển thị là các đề xuất.
Giá trị của ví dụ 100k và 560 k có thể được sử dụng nếu sử dụng R3 và bóng bán dẫn beta cao thích hợp.
Đầu ra là nghịch đảo của đầu vào. tức là Vout thấp khi Vin cao.
R3 có thể là 10k hoặc bất cứ bộ đồ nào.
Q1 cho phù hợp. Tôi sẽ sử dụng tương đương BC337 hoặc SMD (BC817?)
Nếu muốn dòng điện đầu vào rất thấp thì R1 và R2 có thể được tăng lên rất nhiều với một số lưu ý. ví dụ với R1 = 1 megohm, dòng điện đầu vào khoảng 15 uA ở 15V và 5uA ở 5 Volt. Nếu bóng bán dẫn Q1 có mức tăng hiện tại là 100 (rất an toàn, ví dụ BC337-40) thì Icollector = 500 uA, vì vậy đối với một vòng xoay 5V R3> = 10k, vì vậy, nói 22k lên là OK.
Một thực tế vô cùng quý giá để biết về dải phân cách điện trở !!!
Một thực tế được đánh giá cao là tỷ lệ giữa hai giá trị điện trở N đặt cách nhau trên thang đo điện trở tiêu chuẩn là không đổi.
Điều này tiềm ẩn trong cách các giá trị tỷ lệ được chọn.
Các giá trị điện trở E12 là
1
1.2
1.5
1.8
2.2
2.7
3.3
3.9
4.7
5.6
6.8
8.2
(10, 12, 15 ...)
12 giá trị và sau đó chuỗi lặp lại tỷ lệ cao hơn gấp 10 lần.
Vì vậy - các giá trị 56k và 10k tôi đã hiển thị cho R2 và R1 cách nhau 8 giá trị. tức là bắt đầu ở 1 giá trị ở trên và đếm lên 9 vị trí và bạn nhận được 5,6
BẤT K Two hai giá trị cách nhau 9 có cùng tỷ lệ (trong phạm vi dung sai của thang đo) và có thể được sử dụng để tạo thành một dải phân cách tương đương.
ví dụ: bất kỳ 56k / 10k, 68k / 12k, 82k / 15k 100k / 18k, v.v.
Một diode zener + một điện trở sẽ làm những gì bạn muốn miễn là tải trên mạch đầu vào có thể chấp nhận được. Nếu bạn muốn giảm tải thì một thiết kế dựa trên opamp sẽ tốt hơn.
Trên trang 350 của biểu dữ liệu, nó cung cấp các mức điện áp đầu vào cao và thấp. Mức độ phù hợp tùy thuộc vào loại pin đầu vào bạn đang sử dụng nhưng giá trị an toàn nhất là> = 0,8 x Vdd hoặc tại Vdd = 5V, Vinhi> = 4V.
Bảng dữ liệu cũng lưu ý rằng Vin không được lớn hơn Vdd + 0,3V ABSOLUTE MAXIMUM (ngay cả khi không hoạt động chính xác) và trong thực tế, mọi thứ trên Vdd đều có rủi ro.
CẢNH BÁO:
Khuyến cáo của Curd về việc sử dụng kẹp diode cho Vdd là một cách phổ biến nhưng rất rủi ro vì nó sẽ bơm dòng điện vào IC ở những nơi mà nhà sản xuất không mong muốn trong quá trình hoạt động bình thường. Kết quả sẽ thay đổi và sẽ không thể đoán trước. Sử dụng một Shottky chứ không phải là một diode silicon làm cho điều này ít rủi ro hơn nhưng vẫn không được khuyến khích và nó vi phạm ngay cả thông số kỹ thuật tối đa tuyệt đối của nhà sản xuất.
Kẹp Zener:
Mạch đơn giản này cũng có thể là đủ.
Điều quan trọng là đảm bảo rằng Vout luôn đáp ứng thông số kỹ thuật của bạn. Nhiều người sử dụng diode zener Volt xx và cho rằng họ sẽ nhận được điện áp XX. Ở dòng điện thấp, điều này thường không đúng. Các đường cong dưới đây cho thấy điện áp zener với dòng điện cho các zener điển hình. Lưu ý rằng zener 4V7 cần khoảng 1 mA dòng điện để đưa nó lên trên 4V. Nếu chúng tôi thiết kế cho tối thiểu 2 mA tất cả sẽ tốt. Điều này tạo ra một kết quả có lẽ bất ngờ.
5V trong. I = 2 mA. Vzener dự kiến = 4V2.
R = (5V - 4.2) /0.002 A = 0.8 / 0,002 = 400 ohms.
Nói 390 ohms = giá trị điện trở E12 tiêu chuẩn.
Ở 15 V, chúng tôi hy vọng hiện tại sẽ GIỚI THIỆU (15-5) / 400 = 25 mA.
25 mA có thể nhiều hơn bạn muốn cho phép.
Phạm vi Vin thấp hơn sẽ cho phép phạm vi Imin-Imax thấp hơn và Vin tối thiểu một vài volt trên 5V cũng sẽ giúp ích rất nhiều.
Công suất trong điện trở = V x I = (15-5) x 25 mA = 250 mW = 500 mW điện trở.
Đường cong điện áp hiện tại của Zener V02 x2.jpg
Ví dụ biểu dữ liệu zener
DIỆN TÍCH BẢO VỆ:
Nhiều người không biết hoặc chỉ bỏ qua phân biệt biểu dữ liệu giữa xếp hạng "Tối đa tuyệt đối" và điều kiện hoạt động được đề xuất.
Xếp hạng tối đa tuyệt đối là những thứ mà thiết bị được đảm bảo tồn tại mà không bị hư hại. Hoạt động chính xác không được đảm bảo.
PIC có liên quan cho phép Vdd + 0,3V trên các chân của nó dưới dạng xếp hạng tối đa tuyệt đối. Hoạt động không được đảm bảo trong điều kiện này.
Hầu hết các bảng dữ liệu xác định rõ rằng trong quá trình hoạt động bình thường, điện áp đầu vào không được vượt quá phạm vi nối đất đến Vdd. Bảng dữ liệu này có thể hoặc không thể ro trong vài trăm trang. Vẫn còn sai khi làm như vậy.
Nhiều người đã nghĩ rằng những lo ngại về dòng diode bảo vệ là vô căn cứ. Chỉ một số người trong số họ đã say sưa vào ngày họ nghĩ như vậy và hầu hết có lẽ đã sống để làm điều đó hay không :-).
Lưu ý rằng ghi chú ứng dụng Atmel (ác) ở đây sử dụng điện trở 1 megohm (được kết nối với nguồn điện xoay chiều!) Và ghi chú ứng dụng Microchip ở đây - ít nhất 10-1 10-2 có ân sủng để nói "... các điốt kẹp phải được giữ nhỏ (trong phạm vi micro amp). Nếu dòng điện qua điốt kẹp quá lớn, thì bạn có nguy cơ bị kẹt phần. " Atmels hàng trăm uA KHÔNG "hít vào phạm vi microamp".
NHƯNG chốt lên là vấn đề ít nhất của bạn. NẾU bạn chốt phần (hành động SCR được kích hoạt bởi dòng điện vào đế IC), IC thường biến thành một tàn tích hút thuốc và bạn nhận ra rằng có thể có điều gì đó có thể sai.
Vấn đề với dòng diode cơ thể là khi bạn KHÔNG bị hủy hoại hút thuốc ngay lập tức. Điều xảy ra là IC không bao giờ được thiết kế để chấp nhận dòng điện giữa pin đầu vào và đế - lớp mũ mà IC được đặt trên đó. Khi bạn nâng Vin> Vdd, hiệu ứng hiện tại sẽ chảy ra khỏi ICV thích hợp vào một thế giới thần tiên mà iC không biết và nhà thiết kế không và thường không thể thiết kế cho. Khi ở đó, bạn có các điện thế nhỏ được thiết lập không bao giờ bình thường ở đó và dòng điện có thể chảy ngược vào các chế độ mạch liền kề, không phải là các nút liền kề hoặc thậm chí vào các vị trí cách xa tùy thuộc vào mức độ lớn của dòng điện và điện áp được thiết lập. Lý do điều này khó đăng ký và ghim xuống là vì nó hoàn toàn không được thiết kế và về cơ bản là không thể thiết kế được. Một hiệu ứng là đẩy dòng điện vào các nút nổi không có đường dẫn đầu ra chính thức. Thse có thể đóng vai trò là cánh cổng cho FET - những người chính thức hoặc tình cờ, tuirn trên hoặc tắt các phần semirandom trong mạch của bạn. Những phần nào? Khi nào? Bao lâu? Bao lâu? Khó thế nào? Trả lời - ai có thể nói / không ai có thể nói - không thể thiết kế được.
Q: Điều này có thực sự xảy ra không?
A: Ồ vâng!
Q: Tôi đã thấy nó xảy ra?
A: Vâng.
Tôi đã bắt đầu những gì đã được chứng minh là một cuộc thập tự chinh hơn 1 thập kỷ để khiến mọi người nhận thức được điều này (mặc dù tôi nên nhận thức rõ về nó) sau khi bị nó cắn rất nặng.
Tôi đã có một mạch nối tiếp async tương đối đơn giản khiến tôi không có kết thúc xung đột. Bộ xử lý hoạt động không liên tục hoặc bán ngẫu nhiên. Mã đôi khi bị lỗi và không phải lần khác. Không có gì ổn định. Vấn đề? Cơ thể dẫn diode, tất nhiên. Tôi đã sao chép một mạch đơn giản từ một ghi chú ứng dụng được cung cấp kèm theo một sản phẩm và chúng tôi đã đi.
Nếu bạn làm điều này mà không cẩn thận, nó sẽ cắn bạn.
Nếu bạn làm điều đó một cách cẩn thận và thông minh và thiết kế, nó có thể không cắn bạn. Nhưng có thể.
Điều này giống như việc kéo qua đường trung tâm vào lưu lượng truy cập liên tục để vượt qua - được thực hiện một cách cẩn thận và không quá thường xuyên và để lại những gì có thể là lợi nhuận đủ tốt mà bạn thường sẽ không chết. Nếu bạn làm có lẽ bạn sẽ không ngạc nhiên :-). Vì vậy, nó là với dẫn diode cơ thể. Phạm vi microamp của microchips có thể ổn. 1 megohm tắt nguồn điện chính là một tai nạn đang chờ xảy ra.