3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
DanielM
Inlägg: 2166
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av DanielM »

Jag har en krets som ser ut så här. Den röda pricken är kopplad till min processor för analog ingång.
Skärmklipp.PNG
Zenerdioden är en 3.6V zener med läckström på 5 uA.
Skärmklipp.PNG
Problemet är att när jag har 2.997V innan 10kOhm motståndet så har jag 2.170V på den där röda pricken.
Detta känns konstigt.
Alltså har jag en ström på (2.997-2.170)/10000 = 8.2700e-05A som åker igenom 10k motståndet.
Om jag räknar (2.997-2.170)/10000*10^6 = 82.7uA som åker igenom motståndet.

Då är min fråga:
Kan det vara zener-dioden som läker så mycket, eller är det processorn som har någon konstig inställning som gör så att den dränerar strömmen?

Jag har en misstanke att det kan vara zenerdioden som läker för mycket. När jag har 4mA så får jag 0.630V på zenerdioden, vilket stämmer OK med denna simulering.
Hur löser jag detta problem? Byter ut 10k motståndet till 1 kOhm?
Skärmklipp.PNG
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Senast redigerad av DanielM 19 maj 2022, 13:38:47, redigerad totalt 1 gång.
Användarvisningsbild
Klas-Kenny
Inlägg: 11292
Blev medlem: 17 maj 2010, 19:06:14
Ort: Växjö/Alvesta

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av Klas-Kenny »

Ja, det är normalt.

Zenerspänningen definieras enligt den tabellen när dioden leder 5 mA. Min-värdet är dessutom 3.4V

Så i värsta fall leder den 5 mA vid 3.4V, så vid 3.2V som är strax under detta drar den sannolikt mer än 0.
Denna graf ger ju en bra indikation på vad man kan förvänta sig.
Skärmbild 2022-05-19 132722.png
Nu finns inte din 3V6 med där, men den hamnar ju någonstans mitt emellan 3V3 och 3V9.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Mindmapper
Inlägg: 6389
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av Mindmapper »

Processorn är ansluten till kretsen. Ska den kunna känna av spänningsnivån måste den ju dra ström. Hur mycket ja det får du se i data för ingången, eller mäta.
I databladet för zenern står det 5 uA vid 1V. Vid din högre spänning har den högre läckström. Hur mycket får vi uppskatta eller se om de har någon kurva på. Du kan också mäta!
Dessa två strömmar är alltså det du räknade ut!
Mindmapper
Inlägg: 6389
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av Mindmapper »

Klas-Kenny skrev: 19 maj 2022, 13:28:32 Ja, det är normalt.

Zenerspänningen definieras enligt den tabellen när dioden leder 5 mA. Min-värdet är dessutom 3.4V

Så i värsta fall leder den 5 mA vid 3.4V, så vid 3.2V som är strax under detta drar den sannolikt mer än 0.
Denna graf ger ju en bra indikation på vad man kan förvänta sig.

Skärmbild 2022-05-19 132722.png
Nu finns inte din 3V6 med där, men den hamnar ju någonstans mitt emellan 3V3 och 3V9.
Det du visar är framströmmen, du inte bör överskrida. Han pratar väl om läckströmmen vid under 3V.
DanielM
Inlägg: 2166
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av DanielM »

Mindmapper skrev: 19 maj 2022, 13:33:48 Processorn är ansluten till kretsen. Ska den kunna känna av spänningsnivån måste den ju dra ström. Hur mycket ja det får du se i data för ingången, eller mäta.
I databladet för zenern står det 5 uA vid 1V. Vid din högre spänning har den högre läckström. Hur mycket får vi uppskatta eller se om de har någon kurva på. Du kan också mäta!
Dessa två strömmar är alltså det du räknade ut!
Okej. Jag trodde en processors analoga ingång känner bara av en spänningsnivå. Alltså det är en "klosstätt" ingång.
Ja. spänningsfallet över zenern är 2.170V.

Men det verkar vara en olinjär mätning nu. Om jag skulle minska 10 kOhm motståndet till t.ex 4.7 kOhm, så borde det komma så pass mer ström så att spänningen hinner inte dräneras ut helt?
Mindmapper
Inlägg: 6389
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av Mindmapper »

Spänningarna du anger är de uppmätta eller är de från den konstiga simuleringsbilden du visar?
160 ohm ner till jord vad har den för funktion. termistorn vad har den för funktion.
Du har för det mesta gömt lite konstigheter någonstans , så upp med korten på bordet!
Vad har 10kohms motståndet för funktion utom att skydda zenern?
DanielM
Inlägg: 2166
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av DanielM »

Jag har uppmätt spänningarna på riktigt.
10 kOhm motståndet ska skydda zenerdioden endast.
Zenerdioden ska se till så spänningen ej överstiger 3.6V.
Mindmapper
Inlägg: 6389
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av Mindmapper »

Du bör inte överskrida 5 mA i framriktningen.
Har du 12V som worst case scenario så kommer 12V - 3,6V att ligga över motståndet. Det blir då det lägsta du kan gå i resistans.
DanielM
Inlägg: 2166
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av DanielM »

Dioden är omvänd ser.
Jag kommer dock aldrig upp till 12V innan motståndet. Jag kommer max upp till 8V(kort tid) över 160 ohms motståndet då PTC motståndet blockerar.

Så antingen så byter jag zenerdiod, eller så minskar jag mitt 10 kOhm motstånd.
Jag vet inte hur snabb en zenerdiod kan vara, så jag tycker det låter riskabelt att ha över 4V på en zener. Dessutom är 4.0V max för min analoga ingång och enligt databladet måste detta respekteras.
Mindmapper
Inlägg: 6389
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av Mindmapper »

Worst case kan t.ex vara att 160 ohm motståndet lossnar från jord eller blir avbrott.
Kortis i termistorn kan vara ett annat scenario. Det värsta tänkbara som texten säger.
Zenern skyddar med rätt motstånd. Sätter du en diod mellan ingången och matningen kommer den att leda när spänningen på ingången överstiger matningen.
Kanske redan finns i processorn.
DanielM
Inlägg: 2166
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av DanielM »

350mW är maxeffekten på min 3.6V zenerdiod.
Fallströmmen på min PTC är 30mA och då går den ned till 10 mA och håller sig där. Detta har jag testat att fallströmmen är 28-30mA.

Största delen av strömmen kommer åka igenom 160 ohm motståndet. Undra om jag verkligen behöver ett 10 kOhm motstånd överhuvudtaget? :?:
Jag menar, om största delen åker igenom 160 ohm motståndet och zenerdioden har maxeffekten 350mW samt att den öppnar vid 3.4V så bör inte 30mA gå direkt igenom zenerdioden?

Vi vet att zenerdioden klarar 350mW som max och PTC motståndet har 30 mA i fallström. Låt oss leka med tanken att all ström gick igenom zenerdioden vid värsta tillfälle.
3.4V * 30 mA = 0.102 W

Alltså borde jag kunna skippa denna 10 kOhm resistor?
Man kanske skulle kunna bara sätta en 160 ohm resistor istället för 10 kOhm resistor, bara för att få ett litet skydd mot zenerdioden?

Edit:
Jag testade att sätta ett 160 ohm motstånd istället för 10 kOhm resistor. Sedan så slog jag på direkt 12V på PTC motståndet. Spänningen hos zenerdioden gick upp till 4.05V och sedan direkt ned till 3.82V och höll sig där.

En ST processor enligt datablad klarar 4.0V, men dom klarar lite högre spänningar under kort tid.

Så jag tror detta är en bra inställning! :)
Användarvisningsbild
Klas-Kenny
Inlägg: 11292
Blev medlem: 17 maj 2010, 19:06:14
Ort: Växjö/Alvesta

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av Klas-Kenny »

Mindmapper skrev: 19 maj 2022, 13:36:16 Det du visar är framströmmen, du inte bör överskrida. Han pratar väl om läckströmmen vid under 3V.
Va? Nej. Kurvorna visar ju typisk zenerspänning vid en viss ström. Tex. att vid 5 mA har en 3V3-zener ett typiskt spänningsfall på drygt 3 V.
Mindmapper
Inlägg: 6389
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av Mindmapper »

Nu var det en 3,6V som vid 1V har en ström på 5uA. Tittar du vid 2,9V på kurvan så är du nära 0. Hur är nogrannheten på kurvan vid det avslutet på kurvan där strömmen kraftigt avtar?
Användarvisningsbild
Klas-Kenny
Inlägg: 11292
Blev medlem: 17 maj 2010, 19:06:14
Ort: Växjö/Alvesta

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av Klas-Kenny »

Nej.
DanielM har en 3V6 diod som vid 2.17V leder 5 µA.

Och med tanke på att kurvan visar att en 3V3 börjar leda strax under 2V och en 3V9 börjar leda vid strax under 3V, så tycker jag att det stämmer väldigt bra.
Skalan är ju i mA, inte µA, så "nära 0" på den kurvan är ju nära 5 µA.
DanielM
Inlägg: 2166
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: 3.6V zenerdiod läker 82.7 uA - Är detta normalt?

Inlägg av DanielM »

Som tur så skyddar PTC motståndet.
Visst reagerar bara PTC motståndet på ökad temperatur, eller är det massa annat också?
Hade lite vatten på mina PTC motstånd och då märkte jag att fallströmmen skedde inte vid 30mA. Antar att det blev en avkylningseffekt?
Jag har rengjort mitt kretskort efter ombyte från 10 kOhm till 160 ohm.
Skriv svar