Suppressor Diode - ausreichend für Hochspannungsschutz

Für die übliche Schaltung ist die Spannung 0V gegen Masse. Insofern würden zwei normale Dioden ( Melf-Bauform: weniger Induktivität ) und passende induktionsarme Verdrahtung genügen:

-----+--+---- K A A K -----+--+----

Insoweit Leckstrom der Dioden stört: von BurrBrown gabs schon eine ApplicationNote die JFets satt Dioden für solche Schaltungen vorschlägt. Kann ich bei Bedarf raussuchen.

Den Integrator extern aufbauen ( hat man auch bessere Kontrolle über Verdrahtung ) und im Katasrophenfall als Verlustposten abhaken.

MfG JRD

Hallo,

Im Prinzip sollte eine P6KE ausreichen, vorausgesetzt deren Clampspannung von ca. 17V oder so ist nicht bereits mehr als die DAQ Karte vertragen kann (koennte ein Problem sein falls die mit +/- 15V oder weniger als Versorgungsspannung arbeitet.)

Eine anderes Problem gegen das eine Suppressordiode machtlos ist, ist die hohe Energie die bei 5kV in einigen nF gewollter (Eingangs-)kapazitaet bzw. ungewollter (Leitungs-)kapazitaet gespeichert wird. Im Ueberschlagsfall entstehen so extrem hohe Stroeme, die bereits bei wenigen Milliohm Masseverbindungswiderstaenden hohe Potentialdifferenzen zwischen den einzelnen Baugruppen hervorrufen koennen. Genauso wie fuer ohmsche Kopplungen gilt das erst recht fuer induktive und kapazitive Kopplungen. Einige zig kA/s im Ueberschlagsfall auf ein paar nH eingekoppelt, erzeugen aeusserst unangenehme Spannungsspitzen ... So kann es passieren, dass eine Suppressordiode nie mehr als eine Spannungsdifferenz von ein paar Volt sieht, waehrend Spannungsspitzen von einigen 100V ueber das Netzteil in die Schaltung kommen und diese beschaedigen. So etwas ist sehr schwer zu analysieren, als Grundregel gilt saubere Masseverbindungen, keine Masseschleifen und dicke Massekabel bzw. Schirmungen. Und falls moeglich sollte man hochohmige Widerstaende dort einfuegen, wo es zur Entladung kommen kann. Falls ich dein Diagramm richtig verstanden habe also in der Zuleitung zum Piezo. Im Ueberschlagsfall begrenzt der Widerstand den Ableitstrom und die obigen Probleme treten gar nicht erst auf.

Gruss Klaus

Hi Rafael,

danke f=FCr den Hinweis. Ich hatte ganz vergessen, dass zus=E4tzlich zur Suppressor Diode auch noch die von Dir vorgeschlagene Schaltung mit zwei 1N4001 realisiert ist. Also sozusagen doppelt gemoppelt.

Was verstehst Du unter "Den Integrator extern aufbauen"? Im Prinzip ist er extern, d.h. er ist ein eigenst=E4ndiges Ger=E4t. Dummerweise hat er =FCberlebt und die DAQ-Karte hat einen Schaden erlitten.

K=F6nntest Du mir bitte mal die Nummer der Application Note oder den Titel nennen, dann k=F6nnte ich mir das ganze mal ansehen. Danke.

Gru=DF Michael

Hallo Klaus,

vielen Dank. Du empfiehlst also einen hochomigen Widerstand (MOhm-Bereich) in der Leitung zwischen HV-Amp und Piezo.

Ok, da hier Ladungen gemessen werden und im Idealfall die Spannung am Eingang des Ladungsverst=E4rkers 0V ist, d=FCrfte es keinen Spannungsabfall =FCber dem zus=E4tzlichen Widerstand geben.

Werde es mal testen. Danke f=FCr den Tipp.

Gru=DF Michael

Hallo Michael,

Ich benutze als Faustregel hier, dass im Ueberschlagsfall so max. 0.1 bis 1A fliessen, also 5-50kOhm. Mein "hochohmig" war etwas vorschnell, da ich hier eher mit 100kV arbeite, da kommt man dann schon eher in das hochohmige Gebiet. Im Prinzip sollte wie du sagst der Widerstand zwischen HV Amp und Piezo sizten, aber der Piezo hat natuerlich auch eine gewisse Kapazitaet, dass heisst im Entladungsfall, kann der ploetzlich auch als Spannungsquelle wirken, so dass ein weiterer Widerstand nach dem Piezo notwenidg sein kann. Nachteil dieser Loesung ist, dass du damit auch RC Netzwerke aufbaust die eventuell deine Messungen stoeren (Tiefpass zwischen Amp und Piezo). Ach ja, der Widerstand muss natuerlich die hohe Spannung aushalten koennen. Normale 1/4 W Widerstaende vertragen hoechsten so 300V. Also entweder mehrere in Reihe schalten oder spannungsfeste Typen besorgen.

Gruss Klaus

"Michael Guenther" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@f14g2000cwb.googlegroups.com...

Aber Rafael weist dich auch noch auf was anders hin: Naemlich die nicht zu vernachlaessigende Induktivitaet. Ein Funke bewirkt den schnellstmoeglichen Spannungsanstieg, und die um mehrere Kilovolt steigende Flanke der Spannung wandert dagegen langsam wie in einer Verzoegerungsleitung durch den Draht. Jede Stichleitung zur Suppressordiode bewirkt, das eine Spannung auf der Leitung zum A/D-Wandler durchkommt, die eventuell groesser ist als er vertraegt.

Ein Widerstand in der Leitung zwischen Oiezo und Diode reduziert nicht nur den Strom, sondern auch den Spannungsantieg dahinter, weil nicht mehr so viel Strom zum Umladen der Draht-Leitungskapazitaet (und Diodenkapazitaet und IC-Eingangskapazitaet) zur Verfuegung steht.

Eine 1N4001 hilft eher weniger, die Diode ist so langsam, bis da hin ist dein IC sicher abgeraucht. Lieber eine BAT99 oder so, auch und gerade wenn der Strom durch einen Widerstand begrenzt ist.

Die BAT ist schneller als die Suppressordiode, die wiederum schneller als die 1N4001, aber keine ist so schnell wie eine mit Gigahertz-Aequivalent ansteigende Spannungsflanke.

"Diode-Connected Fet Protects Op AMPs"

Die Z-Diode kann man dann wohl ausbauen: bringt nur mehr Leakage.

Wohl Masse/Erde-Problem: Blitz wollte wohl über PC und Steckdose zurück zum HV-Amp. Feststellen ob man nicht alle Massen, Erde extern und kurz ( z.B. über Kupferfolie auf dem Tisch ) zusammenfassen kann.

MfG JRD

(Michael Guenther) 07.07.05 in /de/sci/electronics:

wohl eher 2..4...8..20 (damit die Kapazität der Widerstände im Vergleich zu dem Eingangs-C gering bleibt (kapazitiver Spannungsteiler) und deren Spannungsfestigkeit geben ist, während sie bezahlbar bleiben.):

___ ___ ___ o---|___|--|___|-+---+-----|___|---+----o | | | - V --- ^ - --- C | | | o----------------+---+-------------+----o created by Andy's ASCII-Circuit v1.21 Beta

Und darauf achten, das Du keinen unbedämpften Schwingkreis aufbaust... (Evtl. noch mal ein paar schnelle Dioden direkt am Amp?)

Hallo Klaus,

danke nochmal f=FCr Deine Tipps. Habe heute morgen nochmal =FCber meine Aussage nachgedacht.

Muss der Widerstand nicht nur zwischen Piezo und Ladungsverst=E4rker, also an den Eingang des Ladungsverst=E4rkers. Der ungwollte "=DCberschlag" entsteht am Piezo, d.h. das Piezoelement wird "=FCbersprungen" und die Hochspannung schl=E4gt direkt auf den Eingang des Ladungsverst=E4rkers. Die Verst=E4rker schalten von sich aus ab, sollte der Strom =FCber 10mA steigen.

Gru=DF Michael

Hallo Rainer,

ich

Was verstehst Du unter 2..4..8..20? Danke.

Gru=DF Michael

(Michael Guenther) 08.07.05 in /de/sci/electronics:

...Widerstände in Reihe. Du hast es da doch kV zu tun, oder? Mit einem einzelnen Widerstand, der 5kV abkann wird das teuer, aber 20 zu 250V...? Du baust damit quasi ne R-C Kette auf, wobei die C die Schaltungkapazitäten sind.

Rainer