Почему стабилитрон в конфигурации лома сбрасывает входное напряжение?

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Я пытаюсь подключить стабилитрон, чтобы добавить некоторую меру защиты (плавкий «лом») к цепи, которая включает в себя датчик кислорода с питанием от контура с выходом, считываемым АЦП GHI Cobra / аналоговым входом. Идея состоит в том, что если бы было короткое замыкание в датчике, которое вызвало 12 В на его выходе, стабилитрон с пробоем 4,7 В между выходом датчика (и входом АЦП) и землей удерживал бы ток 12 В от АЦП достаточно долго для Предохранитель перегорает, поскольку ограничение на выводе Cobra составляет 5 В.

Тем не менее, я обнаружил, что когда я вставляю стабилитрон, он падает напряжение, считываемое АЦП (вольтметр прямо сейчас), например, с 4,38 вольт до 3,98 вольт. Когда я заменяю стабилитрон штатным диодом только для проверки, напряжение не падает. Что дает? Можно ли использовать стабилитрон для «лома», чтобы он не изменял напряжение на выходной стороне датчика? Zener устанавливается с кольцом в сторону АЦП. Магазин электроники сказал, что у него пробой 4,7 В, но я не уверен, как это проверить.

Обратное напряжение стабилитрона не показывает острого колена при увеличении тока, поэтому стабилитрон проводит несколько миллиампер при напряжениях, которые значительно ниже его номинального напряжения. В этом случае нет необходимости в предохранителе, если предположить, что входное сопротивление вашего микроконтроллера высокое. Кстати, а что такое "GHI Cobra"?

Я предлагаю заменить предохранитель резистором 4,7 кОм и использовать стабилитрон 5,1 В или 5,6 В. Было бы лучше, если бы вы могли уменьшить нормальный рабочий диапазон входа АЦП, чтобы максимальное ожидаемое напряжение составляло около 4 В ... возможно, изменив резистор 250 Ом на 200 Ом. Тогда мягкое колено стабилитрона не повлияет на ваши измерения, и вы даете стабилитрону немного места для начала проведения.

Хотя кажется, что на контакте АЦП нет перенапряжения в соответствии с законом Ома, но какого случая нам следует избегать?

TVS диод это хороший выбор. MCU каждого типа имеет максимальное напряжение питания, лучшее активное напряжение ниже максимального напряжения и выше рабочего напряжения. но если учесть полярность перенапряжения, два диода серии TVS в обратном направлении.

Есть другой способ сделать это, вы можете использовать два диода для защиты порта АЦП, например, 1N4148. Один диод соединяет между VCC и АЦП, другой соединяет АЦП и GND. Лучше всего использовать резистор, подключенный между контактом АЦП и соединением двух диодов. на самом деле, это распространенный способ защиты порта внутри MCU, это расширение возможностей расширения.

Если это приемлемо, лучше использовать оптопару с изоляцией. но это очень сложно.