Spannungsbegrenzung auf 5V

[telefonhoerer]

Hallo,
ich möchte einen CV-Eingang vor Spannungen > 5V schützen als auch einen OP als Buffer davor schalten.
Nun wär meine Frage ob das nicht einfach mit einem OP wie dem LTC1053 möglich wäre welcher ja mit unsymetrischer 5V Betriebspannung läuft. Sobald ich da ein Spannung >+5V anlege müsste Er doch auf 5V clippen.
oder versteh ich da was falsch?

 

[kpt_maritim]

Zenerdiode!

 

[telefonhoerer]

Zenerdiode!

is schon klar, war nur die Überlegung ob ich mir Die sparen kann wenn der Op-Amp ehn nur auf 5V Betriebsspannung läuft

 

[JuBi]

das siehst du richtig, 5v UB erzeugen aber nicht ganz 5v am Ausgang des OPAs, eher so ~4,8v.

 

[3456778674]

Exaktes Clippen auf eine Spannung ist tatsächlich gar nicht so einfach, und deine Idee mit einem Rail-to-Rail Op-Amp, der mit passender Versorgung betrieben wird, ist schon gar nicht so falsch.
Dennoch muss man einiges beachten. Das Problem sind i.A. nicht die zu hohen Spannungen, sondern zu große Ströme, die sich dabei ergeben. Praktisch alle IC-Eingänge haben (ESD-Schutz-) Dioden am Eingang, die Spannungen außerhalb der Versorgung auf selbige "klammern". Da fließen dann ggf. unzulässig hohe Ströme.
Bei einigen ICs kommt man damit durch, diese Ströme (durch Vorwiderstände) klein genug zu halten. Was "klein genug" ist, ist dabei auch nicht so ganz klar. Zulässig sind oft 20mA Strom, aber ob der Chip damit dann noch unter allen Umständen so funktioniert, wie er soll ist nicht immer sicher gestellt. Vor allem sind die Fehler dann eklig ...

Und: der Strom fließt in die Versorgung rein: Das kann die Versorgungspannung dann anheben, evtl. auch jenseits des zulässigen. (Der Eingangsstrom übernimmt dann die Spannungsversorgung der Schaltung. )

Wie viel Spannung ein OP mit Versorgung X am Ausgang erzeugen kann, ist unterschiedlich. Standard-OPs "schaffen" etwa X-2.5V. Rail to Rail OPs kommen je nach Ausgangsstrom sehr dicht an die Versorgung (im 100mV Bereich).

 

[telefonhoerer]

perfekt dann hab ich endlich mal verwendung ür ein paar meiner ltc1053's

 

[telefonhoerer]

Dennoch muss man einiges beachten. Das Problem sind i.A. nicht die zu hohen Spannungen, sondern zu große Ströme, die sich dabei ergeben. Praktisch alle IC-Eingänge haben (ESD-Schutz-) Dioden am Eingang, die Spannungen außerhalb der Versorgung auf selbige "klammern". Da fließen dann ggf. unzulässig hohe Ströme.

ok. erst mal eine Testschaltung.
aber ne dumme Frage , mit ner Zenerdiode würd ich doch alles oberhalb 5V kurzschließen und auf dem vorlaufenden OP bzw dem Eingang Last erzeugen?

 

[3456778674]

Ja, das würde eine Z-Diode tun. Da braucht man also ebenso eine Strombegrenzung wie vor dem OP-Eingang.
Die Z-Diode "klammert" halt auf ihre Spannung, die Diode am IC-Eingang gegen die Versorgung.

Der Haken der Z-Diode ist, dass die nicht so wirklich exakt und auch nicht "unendlich steil" ist, was bei einigen "5V" Schaltungen doof wird: da will man die 5V noch mit im Zulässigen haben, aber darüber sehr plötzlich nix mehr.


P.S: die meisten Op-Amps sind ziemlich unbegrenzt Kurzschlussfest am Ausgang, und vor allem auch Strom-Limitiert. Der übliche TL072 z.B. auf ca. 10mA.
Nur deshalb sind die üblichen (relativ einfachen) Modular-Schaltungen "Idiotenfest" (=man darf alle Aus- und Eingänge beliebig verpatchen, ohne das etwas kaputt geht).