Estrecho margen de TVS entre funcionamiento y sobretensión

Los dispositivos como el PIC16F18323 tienen un margen extremadamente estrecho en los pines de E/S. El nivel de alto voltaje lógico estándar es 5V, pero el máximo absoluto es Vcc+0.3V, es decir, 5.3V.

Al leer acerca de los dispositivos TVS, en particular los que se ofrecen en DigiKey, para un diodo cuyo Vwm es de 5 V, el voltaje de sujeción más bajo que puedo encontrar es de 7,5 V para el 1N6373. Puedo suponer que para ese momento mi puerto de E/S será destruido.

Entonces, ¿qué da? ¿Debo usar un diodo TVS con un Vwm más bajo y tenerlo ya en avalancha cuando el dispositivo está en condiciones normales? ¿O simplemente cruzar los dedos con un diodo cuya avalancha y voltajes de sujeción estén significativamente por encima de lo que tolerará el pin?

Debe concluir que conectar un TVS entre su pin de E/S y tierra no es la forma correcta de protegerlo. Los diodos de sujeción Schottky y las resistencias limitadoras de corriente en serie son un enfoque mucho más común.

Respuestas (3)

Debe elegir un televisor que tenga un voltaje de trabajo mayor o igual al voltaje normal máximo que verá.

Esto significa realizar un análisis de tolerancia con respecto al suministro y el IO esperado (5V podría ser potencialmente 5.25).

Tome una parte de littelfuse (serie 1.5SMC), un funcionamiento de 5.8V tiene un desglose mínimo y máximo de 6.45 -> 7.14V y esto podría SUBIR a 10.5V (dependiendo de la corriente de avalancha). Todo esto implicaría que no puede usar estos dispositivos directamente en las entradas.

Excepto que no necesita usar solo un TVS. Los diodos de dirección adicionales justo en el IC en cuestión sujetarán la E/S a Vcc+0.3 (se usa Schottky). La entrada adicional LC reducirá nuevamente lo que verá el pin real

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Una descarga (iluminación indirecta o ESD) es una forma de onda de corta duración y, por lo tanto, la "forma de onda" es una opción viable para garantizar que el IC IO no exceda su clasificación máxima y otros componentes no excedan su clasificación de corriente o potencia.

Esto es muy útil; gracias. ¿Existe tal cosa como un paquete con abrazadera alta, abrazadera baja y R integrados para múltiples canales? Por costo, diseño y simplicidad.

La razón por la cual el Vcc máximo absoluto en los pines es Vcc+0.3V es porque por encima de ese voltaje, el diodo de sujeción interno a Vcc se encenderá, siempre que haya una resistencia en serie entre el pin de E/S y el mundo exterior para limitar esa corriente a la que puede manejar el diodo de abrazadera, no dañará permanentemente el IC. (Las hojas de datos modernas dan una especificación Iik, Iok o Ik para esta corriente máxima).

Por lo tanto, use el TVS de voltaje de sujeción más alto para absorber la mayor parte de la energía y una resistencia en serie para evitar que se queme el diodo de sujeción del pin del puerto.

Tienes razón. La hoja de especificaciones proporciona un Ik máximo de 20 mA; ahora sé lo que eso significa.

La forma habitual de proteger los pines de E/S con márgenes estrechos (y corrientes de inyección de pines del orden de 5 mA por lo general) es con una resistencia y quizás una abrazadera externa Schottky:

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simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El motivo de los 0,3 V suele ser que hay un schottky interno, pero no puede manejar mucha corriente; agregar uno (o dos para protección bidireccional) que pueda manejar la corriente debido a un evento de excursión de voltaje es un medio simple y efectivo de proteger los pines. La resistencia limita la corriente en el schottky y por lo tanto mantiene V F a un buen voltaje bajo.

Los dispositivos TVS tienen amplias variaciones de voltaje de encendido, voltaje de sujeción total y esos parámetros también dependen térmicamente, lo que los hace inadecuados para proteger los pines de E/S en este caso particular.

En el caso de pines de E/S con dispositivos schottky y una corriente nominal de inyección de pin (generalmente la corriente sostenida máxima que puede manejar el schottky interno), una resistencia simple puede ser suficiente si se puede definir el voltaje máximo.

Los arreglos típicos para la protección multilínea se pueden encontrar en algunos fabricantes .

Tenga en cuenta que si espera un voltaje alto (demasiado rápido incluso para un TVS frontal como alude JonRB, algunos tienen tiempos de reacción lentos), es posible que desee usar resistencias que resistan pulsos . Estos mantienen su resistencia incluso después de un gran evento transitorio; las resistencias estándar pueden no hacerlo.

Esto es genial; sin embargo, tengo la misma pregunta que tengo para @JonRB. ¿Existe tal cosa como un paquete con abrazadera alta, abrazadera baja y R integrados para múltiples canales? Por costo, diseño y simplicidad.