20V信号を3v3マイクロコントローラーとインターフェースするためのこの回路はどのようになっていますか

12〜20Vの信号を3.3ボルトで動作するマイクロコントローラに接続する次の回路を設計しました。信号は20Vまたは開回路です。

回路の弾力性を可能な限り高めたい。EMIおよびESDを処理できる必要があります。

• R1は、電流を制限し、トランジスタにバイアスをかけるためのものです。
• C1はローパスフィルターを実装することです。
• R2は、トランジスタのベースをプルダウンし、コンデンサC1を放電するために使用されます。20V入力は20Vまたは開回路です。
• D1は、ベースの負電圧からトランジスタを保護するために使用されます。
• R3は、マイクロコントローラピンをプルアップすることです。

この回路に関するコメントや改善は歓迎します。

副次的な質問：このトランジスタが許容できる最大の正電圧は？データシートには、ピークベース電流が100mAと記載されています。ベースが0.7ボルトに維持されている場合、入力は1000ボルト（10kオーム* 100mA）になります。ただし、入力が1000ボルトの場合、分圧器は電圧を500ボルトのベースにします。データシートによると最大Vcbは60ボルトです。

は、私にはよく見えますよ。逆ダイオードD1は良いアイデアです。最低12Vを使用できる場合は、R2をいくらか減らすことができます。この回路には2Vのしきい値があり、R2を簡単に半分にしたり、R1を2倍にしたりできます。

瞬間的な極端な過電圧の場合、ベース-エミッタ間電圧（順方向バイアス）は、100mAであってもボルト以上に上昇しません。D1と逆並列の別のダイオードのように見えます。このアプリケーションのBJTの利点の1つ。制限は、R1の電圧定格である可能性が高くなります。

持続的な過電圧を考慮したい場合は、R1の電力定格を考慮する必要があります。一部のバカがそれを主電源に接続する場合（通常、約240 VACが最大電圧バカであると想定できます-高電圧にアクセスするバカは一種の自己解消問題です）、R1はほぼ6Wを放散します。物理的に大きな部分である必要があります。R1の値を増やして、より小さな部品を使用できるようにすることで、この問題を解決できます。

「頑丈な」入力が必要になったときに、非常によく似た回路を自分で設計しました。ただし、R1 = R2 = 100k（10kではなく）を使用しました。R3 = 10KでQ1を飽和させるのに実際にはそれほど多くの入力電流は必要ありません。同じコーナー周波数を維持する場合は、同じ係数でC1を減らします。

スイッチング特性を改善するために何らかのヒステリシスが必要な場合は、Q1のエミッタとグランドの間に100Ωの抵抗を配置し、R2の下端をその接合部に接続することを検討してください。

回路はあまり使用しなくても大丈夫に見えます。
極端な極端な場合、それは途切れることがあります。

入力信号に対する周波数応答と許容される立ち上がり時間と立ち下がり時間は指定されておらず、重要な場合は知る必要があります。

Q1のVbeは、最大=〜1Vでベースをクランプします。
Ibeは、R1-R2ジ​​ャンクションからグランドまでの2つのダイオードと、このポイントからQ1ベースまでの小さな抵抗（100オームなど）を使用して制限することができます。 0.7Vと言います。
例：トランジェントが入力を1000Vに駆動する場合、I_R1 = 100 mA。
2つのダイオードがR1の下端である2Vをクランプする場合、ベース電流は
（2V-Vbe）/ 100R = 13 mAです。
値は調整することができます。

抵抗には、消費電力に依存しない電圧定格があります。
非常に高い電圧では、R1の電圧定格が重要になります。
R1での損失は〜= V ^ 2 / Rであるため、R1 = 10Kで100Vで1ワットです。
1000Vでは、R1の消費はV ^ 2 / R = 1,000,000 / 10,000 = 100ワットです。
長い間存在させたくない、またはその定常状態を処理できる抵抗器を用意する必要はありません。
これはESDには必要ありません。非常に高い電圧が時々ミリ秒以上存在するような状況になったことがあれば、非常に高い電圧条件でオフになるスイッチ入力を使用できます。

応答時間を長くする必要がない場合、R1の値を大きくして、より高い電圧条件に適合させることができます。