Dispositivo di protezione da sovraccarico con 2 diodi

[elettrobit]

Salve,
ho trovato il seguente schema (teorico) costituito da due diodi montati in "antiparallelo" ed una resistenza di elevato valore che schematizza un carico.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Voglio che in condizioni normali di funzionamento (diciamo tensione di ingresso compresa fra -0,1V e +0,1V) il circuito costituito dai due diodi sia "trasparente" e la tensione di uscita segua quella di ingresso.

Se invece la tensione di ingresso dovesse essere ad es. di +10V o -10V voglio che i due diodi intervengano, salvaguardando il carico a valle.

Così com'è mi rendo conto che se la tensione di ingresso dovesse essere di 10V, uno dei due diodi interverrebbe (bruciandosi), mentre invece vorrei che ciò non avvenga.

Ho pensato di apportare la seguente modifica al circuito:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

dove la resistenza va dimensionata in modo da limitare la corrente che circolerebbe nel diodo in conduzione, mentre in condizioni normali di funzionamento non darebbe alcun fastidio, dato che di ordine di grandezza trascurabile rispetto al carico a valle.

Cosa ne pensate? E' corretto?

[simo85]

E' corretto?

In quel caso la tensione Vo sarebbe uguale alla tensione di polarizzazione diretta () del diodo, che potrebbe essere facilmente superiore a 100mV).

Che dispositivo vuoi proteggere a +/- 100mV?

[elettrobit]

Si, diciamo che 0,7V circa sul carico non sarebbero un problema; l'importante è che non arrivino i 10V.

Si tratta di uno schema teorico.

[simo85]

l'importante è che non arrivino i 10V.

Se non hai problemi di limitazione di corrente, come protezione puoi usare uno zener per limitare la tensione, magari un semplice divisore di tensione chi lo sà, se non spieghi bene di che circuito teorico si tratta le informazioni date possono essere adatte o meno al tuo circuito.

[claudiocedrone]

Salve; scusa ma ci sono dei "punti oscuri" (almeno per me) nel tuo ragionamento: cominciando dal titolo, quella che mi pare tu voglia ottenere è una protezione dalle sovratensioni, non dai sovraccarichi che sono una cosa diversa; inoltre che diodi consideri che si bruciano a 10V Diodi di carta ? (già, il circuito è teorico e quindi i diodi sono solo sulla carta ) e comunque come ha detto [user]gohan[/user] con i diodi non potresti limitare la tensione a un valore di +- 0.1V

[elettrobit]

Buongiorno a tutti e grazie per le risposte.
Il circuito è un dispositivo di protezione da sovraccarichi per un voltmetro numerico multiportata.

Cito la fonte (che su segnalazione di qualche moderatore provvederò a rimuovere):

http://www.gmee.deit.univpm.it/metro/di ... %20old.htm

inoltre che diodi consideri che si bruciano a 10V Diodi di carta ?

Questa mi è nuova. Non sapevo che i diodi resistessero a 10V.
Di quali diodi si tratta?

[simo85]

Che i diodi si bruciano a 10V non ha senso. Suppongo che la affermazione era scherzosa.

La dissipazione di potenza del diodo è data dalla tensione di polarizzazione diretta moltiplicata per la corrente di che scorre nel diodo .

[carloc]

[...]
Ho pensato di apportare la seguente modifica al circuito:
[...]
dove la resistenza va dimensionata in modo da limitare la corrente che circolerebbe nel diodo in conduzione, mentre in condizioni normali di funzionamento non darebbe alcun fastidio, dato che di ordine di grandezza trascurabile rispetto al carico a valle.
[...]

Direi che è corretto, così facendo:
limiti l'uscita allo stadio successivo entro circa +/- 0,7V
e limiti la corrente diretta nei diodi a valori di "non distruzione"

[...] inoltre che diodi consideri che si bruciano a 10V [...]

Devi considerare che stiamo parlando di polarizzazione diretta -essendo i due diodi in antiparallelo qualsiasi polarità abbia l'ingresso ce n'è uno in diretta-

Naturalmente secondo l'applicazione (leggi sopratutto ordine di grandezza delle resistenze in gioco ma anche frequenza massima del segnale, specifiche che vuoi ottenere nel senso di accuratezza DC, banda, linearità o distorsione...) ci sono varie altre considerazioni da fare.

Per quello che riguarda la DC si deve considerare la corrente di saturazione inversa dei diodi

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

questa scorrerà nella resistenza vista (Rs+Rp)//Ro=Req e produrrà una caduta pari a ΔV=Vs-Vo=Req Is.

Sfortunatamente nessuna di queste grandezze non è nota a priori, Req dipende anche dalla resistenza interna della sorgente che andiamo a misurare, mentre la corrente nel diodo oltre ad essere fortemente dipendente dalla temperatura (circa raddoppia ogni 10°C) varia al variare della polarizzazione secondo la legge di Schockley (in effetti in inversa satura ad Is ma solo per polarizzazioni oltre alcune volte VT~26mV @ 25°C e quindi con un range 0-100mV la dobbiamo considerare variabile).

Tutto questo per dire che non c'è modo di compensare il suo effetto, si deve solo cercare di renderlo più piccolo di quello che ci interessa misurare. Si devo usare due buoni diodi al silicio scelti in base alla corrente inversa.

I diodi Schottky sono pessimi da questo punto di vista così come -pensando di voler limitare a tensioni più elevate- anche i diodi Zener.
Entrambi hanno correnti inverse di saturazione vari ordini di grandezza superiori a quella di un diodo.

Piuttosto per specifiche "estreme" una giunzione BE di un transistor di solito si comporta meglio da questo punto di vista.

Da un punto di vista dinamico invece

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

vediamo che la capacità dei diodi realizza insiema alla solita Req un circuito passa basso...

Questa capacità è la somma di quella della giunzione (per altro variabile con la polarizzazione) e quella del contenitore, terminali etc. etc.
Anche in questo caso l'unica cosa che si può fare è cercare due diodi con specifiche "buone a sufficienza" per quello che si vuole ottenere.