Pourquoi une diode Zener dans une configuration de pied-de-biche baisse la tension d'entrée?

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

J'essaie de brancher une diode Zener afin d'ajouter une certaine mesure de protection ("crowbar" fondu) à un circuit qui comprend un capteur d'oxygène alimenté en boucle avec une sortie lue par un GHI Cobra ADC / Analog In. L'idée est que s'il y avait un court-circuit dans le capteur qui causait 12 V à sa sortie, le Zener avec une panne de 4,7 V entre la sortie du capteur (et l'entrée ADC) et la masse garderait le courant 12V loin de l'ADC assez longtemps pour fusible à sauter car la limite sur la broche Cobra est de 5V.

Cependant, je trouve que lorsque je mets la diode Zener, elle baisse la tension lue par l'ADC (voltmètre en ce moment), par exemple de 4,38 volts à 3,98 volts. Lorsque je remplace le Zener par une diode ordinaire juste pour tester, la tension ne baisse pas. Ce qui donne? Un Zener peut-il être utilisé pour un "pied-de-biche" afin de ne pas modifier la tension côté sortie du capteur? Le Zener est installé avec l'anneau vers le côté ADC. Le magasin d'électronique a déclaré qu'il y avait une panne de 4,7 V, mais je ne sais pas comment le tester.

La tension inverse d'une diode Zener ne montre pas un genou pointu avec un courant croissant, de sorte que le Zener conduira plusieurs milliampères à des tensions bien inférieures à sa tension nominale. Il n'y a pas besoin de fusible dans ce cas en supposant que l'impédance d'entrée de votre microcontrôleur est élevée. Au fait, qu'est-ce qu'un "GHI Cobra"?

Je suggère de remplacer le fusible par une résistance de 4,7 k et d'utiliser un zener de 5,1 V ou 5,6 V. Il serait préférable de réduire la plage de fonctionnement normale de l'entrée ADC afin que la tension maximale attendue soit d'environ 4 V ... peut-être en changeant la résistance de 250 ohms en 200 ohms. Ensuite, le genou mou du zener n'affectera pas vos mesures et vous donnez au zener un peu de place pour commencer à diriger.

Bien qu'il semble qu'il n'y ait pas de surtension sur la broche ADC selon la loi d'Ohm, mais quel cas devons-nous éviter?

La diode TVS est un bon choix. chaque type de MCU a une tension d'alimentation maxiam, la meilleure tension active est inférieure à la tension maxiam et supérieure à la tension de travail. mais si l'on considère la polarité de la surtension, deux séries de diodes TVS Dans le sens opposé.

Il existe une autre méthode pour ce faire, vous pouvez utiliser deux diodes pour protéger le port ADC, par exemple 1N4148.une diode se connecte entre VCC et la broche ADC, une autre connecte la broche ADC et GND. il est préférable d'utiliser une résistance connectée entre la broche ADC et la jonction des deux diodes. en fait, c'est une méthode courante pour protéger le port à l'intérieur du MCU, c'est une amélioration d'extensibilité.

Si cela est acceptable, l'isolement par optocoupleur est le meilleur choix. mais c'est très complexe.