วงจรนี้ใช้สำหรับเชื่อมสัญญาณ 20V กับไมโครคอนโทรลเลอร์ 3v3 ได้อย่างไร

ฉันได้ออกแบบวงจรต่อไปนี้เพื่อเชื่อมต่อสัญญาณ 12-20V ไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ทำงานบน 3.3 โวลต์ สัญญาณมีทั้ง 20V หรือวงจรเปิด

ฉันต้องการให้วงจรมีความยืดหยุ่นมากที่สุด มันควรจะสามารถจัดการ EMI และ ESD

• R1 คือการ จำกัด กระแสและไบอัสทรานซิสเตอร์
• C1 คือการใช้ตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำ
• R2 ใช้เพื่อดึงฐานทรานซิสเตอร์และปล่อยตัวเก็บประจุ C1 ที่อินพุต 20V เป็น 20V หรือวงจรเปิด
• D1 ใช้เพื่อป้องกันทรานซิสเตอร์จากแรงดันลบที่ฐาน
• R3 คือการดึงขาไมโครคอนโทรลเลอร์ขึ้น

ยินดีต้อนรับความคิดเห็นและการปรับปรุงใด ๆ ในวงจรนี้

คำถามด้าน:อะไรคือแรงดันบวกสูงสุดที่ทรานซิสเตอร์นี้สามารถทนได้ แผ่นข้อมูลระบุสถานะสูงสุดในปัจจุบันเป็น 100mA หากฐานถูกรักษาไว้ที่ 0.7 โวลต์อินพุตอาจมีค่ามากถึง 1,000 โวลต์ (10k ohm * 100mA) แต่ถ้าอินพุทคือ 1,000 โวลต์ตัวแบ่งที่เป็นไปได้นั้นจะสร้างแรงดันไฟฟ้าที่ฐานที่ 500 โวลต์ และ Vcb สูงสุดตามแผ่นข้อมูลคือ 60 volts

ดูดีกับผม. Invode diode D1 เป็นความคิดที่ดี หากคุณมี 12V อย่างต่ำคุณสามารถลด R2 ได้บ้าง วงจรนี้มีค่าเท่ากับ 2V คุณสามารถแบ่งครึ่ง R2 หรือ R1 สองเท่าได้อย่างง่ายดาย

ในกรณีที่มีแรงดันไฟฟ้าเกินมากชั่วขณะแรงดันไฟฟ้าฐานอีซีแอล (ลำเอียงไปข้างหน้า) จะไม่เพิ่มขึ้นเหนือโวลต์หรือมากกว่านั้นแม้จะมี 100mA ดูเหมือนว่าไดโอดอีกตัวในการผกผันขนานกับ D1 ข้อดีอย่างหนึ่งของ BJT ในแอปพลิเคชั่นนี้ ข้อ จำกัด มีแนวโน้มที่จะเป็นระดับแรงดันไฟฟ้าของ R1

หากคุณต้องการพิจารณาแรงดันไฟฟ้าเกินอย่างต่อเนื่องคุณอาจต้องพิจารณาระดับพลังงานของ R1 ถ้าคนโง่บางคนเชื่อมต่อกับไฟเมน (โดยปกติเราสามารถสันนิษฐานได้ว่าประมาณ 240VAC เป็นไอดอลแรงดันไฟฟ้าส่วนใหญ่จะเข้าถึงไอดอทมากเกินไปเมื่อเข้าถึงแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าจะเป็นปัญหาการกำจัดตัวเอง) ดังนั้น R1 จะกระจายไปเกือบ 6W จะต้องมีส่วนใหญ่ทางร่างกาย คุณสามารถแก้ไขปัญหานั้นได้โดยการเพิ่มค่าของ R1 เพื่อให้สามารถใช้ชิ้นส่วนที่เล็กลงได้

ฉันออกแบบวงจรที่คล้ายกันมากเมื่อฉันต้องการอินพุตที่ "แข็งแรง" บางตัว อย่างไรก็ตามฉันใช้ R1 = R2 = 100k (มากกว่า 10k) ไม่ต้องใช้กระแสอินพุทมากในการอิ่มตัว Q1 ด้วย R3 = 10K ลด C1 ด้วยปัจจัยเดียวกันหากคุณต้องการรักษาความถี่ของมุมเดิม

หากคุณต้องการฮิสเทรีซิสเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการสลับคุณอาจลองใส่ตัวต้านทาน100Ωระหว่างอิมิตเตอร์และสายกราวด์ของ Q1 แล้วผูกปลายด้านล่างของ R2 เข้ากับทางแยกนั้น

Circuit ดูโอเคสำหรับการใช้ที่ไม่ต้องการมากเกินไป
ที่สุดขั้วสุดมันอาจพูดติดอ่าง

ไม่ได้ระบุการตอบสนองความถี่ของสัญญาณอินพุตและเวลาที่เพิ่มขึ้นและลดลงที่ยอมรับได้และหากจำเป็นต้องทราบข้อมูลที่สำคัญ

Vbe ของ Q1 จะยึดฐานที่ ~ = 1V สูงสุด
Ibe สามารถถูก จำกัด โดยใช้ไดโอดบอกว่าสองทางจากทางแยก R1-R2 ไปยังพื้นดินและตัวต้านทานขนาดเล็ก (พูด 100 โอห์ม) จากจุดนี้ไปยังฐาน Q1 เพื่อให้ไดโอดยึดทรานสคริปไวน์ขนาดใหญ่ประมาณ 1.5 - 2 V และฐานยึดทรานซิสเตอร์ พูด 0.7V
ตัวอย่าง: ถ้าอินพุตไดรฟ์ชั่วคราวเป็น 1000V, I_R1 = 100 mA
หากไดโอดสองตัวหนีบด้านล่างสุดของ R1 top บอกว่า 2V กระแสไฟฟ้าพื้นฐานจะเป็น
(2V-Vbe) / 100R = 13 mA
สามารถปรับค่าให้เหมาะสม

ตัวต้านทานมีพิกัดแรงดันไฟฟ้าซึ่งไม่ขึ้นกับการกระจายตัว
ที่แรงดันไฟฟ้าสูงมากระดับแรงดันไฟฟ้าของ R1 มีความสำคัญ
การกระจายใน R1 คือ ~ = V ^ 2 / R ดังนั้น 1 วัตต์ที่ 100V ด้วย R1 = 10K
ที่การกระจาย 1,000V R1 คือ V ^ 2 / R = 1,000,000 / 10,000 = 100 วัตต์
คุณไม่ต้องการให้มีสิ่งนั้นมาเป็นเวลานานหรือต้องจัดเตรียมตัวต้านทานที่สามารถจัดการกับสถานะคงตัวนั้นได้
สิ่งนี้ไม่จำเป็นสำหรับ ESD หากคุณเคยประสบกับสถานการณ์ที่อาจมีแรงดันไฟฟ้าสูงมากเป็นครั้งคราวนานกว่ามิลลิวินาทีคุณสามารถใช้อินพุตสวิตช์ที่ปิดอยู่ภายใต้สภาวะแรงดันไฟฟ้าสูงมาก

หากเวลาตอบสนองไม่จำเป็นต้องสูง R1 สามารถเพิ่มมูลค่าให้เหมาะสมกับสภาวะแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น