Як ця схема для взаємодії 20В сигналу з мікроконтролером 3v3

Я створив наступну схему для інтерфейсу сигналу 12-20 В до мікроконтролера, що працює на 3,3 вольта. Сигнал є або 20В, або відкритим контуром.

Я хочу, щоб схема була максимально пружною. Він повинен мати можливість працювати з EMI та ESD.

• R1 - обмеження струму і зміщення транзистора.
• C1 - це реалізувати фільтр низьких частот.
• R2 використовується для виведення основи транзистора та розрядки конденсатора С1, вхід 20 В - або 20 В, або розімкнутий контур.
• D1 використовується для захисту транзистора від негативної напруги в основі.
• R3 полягає в підтягуванні штифта мікроконтролера.

Будь-які коментарі та вдосконалення щодо цієї схеми вітаються.

Побічне питання: Яку максимальну позитивну напругу переносить цей транзистор. Таблиця даних визначає піковий базовий струм 100 мА. Якщо база підтримується на рівні 0,7 вольт, то вхід може становити до 1000 вольт (10 кОм * 100 мА). Але якщо вхід 1000 Вольт, то дільник потенціалу робить напругу базовим на 500 вольт. А максимальний Vcb за таблицею - 60 вольт.

Мені добре виглядає. Зворотний діод D1 - хороша ідея. Якщо у вас є мінімум 12 В, можливо, ви хочете дещо зменшити R2. Цей ланцюг має поріг, можливо, 2В, ви можете легко вдвічі зменшити R2 або подвійний R1.

У разі короткочасного надзвичайного перенапруги напруга базового випромінювача (упереджене відхилення) не підніметься вище вольта або близько того, навіть при 100mA. Це схоже на ще один діод, обернений паралельно D1. Одне з переваг BJT у цій програмі. Обмеженням швидше є показник напруги R1.

Якщо ви хочете врахувати стійкий перенапруга, можливо, вам доведеться врахувати показник потужності R1. Якщо якийсь ідіот підключить його до електромережі (ми можемо припустити, що близько 240 В постійного струму ідіоти матимуть також надходження - ідіоти з доступом до більш високих напруг є своєрідною проблемою, що самоліквідується), тоді R1 розсіюється майже на 6 Вт, тож повинні були бути фізично великою частиною. Ви можете вирішити цю проблему, збільшивши значення R1, щоб менша частина могла бути використана.

Я створив дуже подібну схему сам колись, коли мені були потрібні деякі "міцні" входи. Однак я використав R1 = R2 = 100k (а не 10k). Насправді не потрібно багато вхідного струму, щоб наситити Q1 з R3 = 10K. Зменшіть C1 на один і той же коефіцієнт, якщо ви хочете зберегти ту саму кутову частоту.

Якщо ви хочете, щоб гістерезис покращив характеристики комутації, ви можете розглянути можливість розміщення резистора 100 Ом між випромінювачем Q1 і землею, а потім прив’язати нижній кінець R2 до цього стику.

Схема виглядає нормально для не надто вимогливого використання.
У крайніх крайнощах воно може заїкатися.

Частотна характеристика на вхідний сигнал та прийнятний час підйому та падіння не були визначені, і якщо це важливо, необхідно знати.

Vbe Q1 затисне основу при ~ = 1 В макс.
Ibe можна обмежити, використовуючи, наприклад, два діоди від переходу R1-R2 до землі та невеликий резистор (скажімо, 100 Ом) з цієї точки до Q1-бази, так що діоди затискають масивні перехідні Він до приблизно 1,5 - 2 В і транзисторні затискачі основи сказати 0,7 В.
Приклад: Якщо перехідний привід вводить вхід до 1000 В, I_R1 = 100 мА.
Якщо два діоди затискають нижній кінець R1 верхній скажімо 2В, то базовий струм тоді
(2V-Vbe) / 100R = 13 мА.
Значення можна відкоригувати відповідно.

Резистори мають напругу, яке не залежить від розсіювання.
При дуже високих напругах значення напруги R1 стає важливим.
Розсіювання в R1 дорівнює ~ = V ^ 2 / R, тому 1 Вт при 100 В при R1 = 10K.
При 1000 В R1 розсіювання становить V ^ 2 / R = 1 000 000/10 000 = 100 Вт.
Ви не хочете мати присутніх надовго або повинні надати резистор, який може працювати з цим стаціонарним станом.
Це не потрібно для ОУР. Якщо у вас коли-небудь траплялася ситуація, коли дуже висока напруга може періодично бути присутньою більше мілісекунд, ви можете використовувати комутований вхід, який вимикався в умовах дуже високої напруги.

Якщо час відгуку не повинно бути високим, R1 може бути збільшений у величині відповідно до умов високої напруги.