mylms

... web o elektronice


14) Návrh parametrického stabilizátoru se Zenerovou diodou

Při stabilizaci se používá strmý nárůst proudu v závěrném směru → zenerovy diody jsou provozovány v závěrném směru.

14-1

Stabilizátor funguje v podstatě tak, že když stoupně napětí na diodě nad určitou mez (UZ) klesne její odpor, zvýší se proud diodou (IZ), který zatíží napájecí zdroj (zdroj U1 s vnitřním odporem + sériovým R) a tím pádem klesne jeho napětí na požadované výstupní napětí U2 (=UZ).

Při stabilizaci protéká zenerovou diodou proud IZ, který je dán úbytkem napětí na diodě (U2 – U1) a vnitřním odporem zdroje.  V případě, že by zdroj U1 měl nulový vnitřní odpor (ideální zdroj) zenerovou diodou by tekl proud Lim R→0 (U/R), tedy nekonečno Ampér. K Zenerově diodě je tedy nutné do série připojit rezistor ( R ), aby nedošlo k její zničení příliš vysokým proudem.

Zenerova dioda reguluje pouze v určitém rozsahu. Tento rozsah je dán lineární částí charakeristiky. IZMAX je většinou dáno v katalogu. IZMIN je buď naznačeno v katalogu (např. Test Current), nebo je nutné tuto hodnotu odhadnout z charakteristiky diody. Tato hodnota leží pod „ohybem“ V-A charakteristiky. Podle grafu níže by bylo IZMIN cca 10mA a IZMAX cca 45mA. Nicméně IZMIN není v praxi kritická hodnota, protože výsledný předřadný odpor se volí ze dvou vzorců a je obvykle dán nejbližší z řady hodnot. (PS.: Na obrázku níže by měla být regulující část charakteristiky ještě více vlevo. Zde je málo strmý ohyb a ΔUZ zvoleno ještě v ohybu, což není lineární část. Ale pro lustraci to myslím postačuje).

13-2

V-A charakteristika Zenerovy diody



14-2

 

Odpor předřadného rezistoru by běl ležet mezi Rmin a Rmax. Doporučuje se volit odpor R v blízkosti Rmax a vstupní napětí přibližně dvojnásobné než U2, pak lze dosáhnout vysokého stupně stabilizace.

Výkon rezistoru R musí být uzpůsoben zátěži, aby nebyl přetížen a tím nedošlo k jeho zničení.

  • Pr = (U1-U2)*I1

 

Příklad výpočtu stabiizátoru na 10V

  • Použitá doda: BZX85V010 (UZ=9,4…10,6; IZMAX=130mA; IZMIN=10mA)
  • Vstupní napětí 12…15V
  • Proud zátěže: 80mA = 0,08A až 100mA = 0,1A
 
Nejdříve se vypočítá výkon omezovacího rezistoru ( R )
  • PR = (U1 – U2) * I1 [W; V, V, A]
  • PR = (15 – 10) * 0,1 = 0,5W
 
Poté se vypočítá výkon zenerovy diody. Tímto výkonem je dioda namáhána při nejmenším odběru.
  • PZ = U2 * IZMAX [W; V, A]
  • PZ = 10 * 0,13 = 1,3W
 
Nyní se vypočítá potřebný odpor rezistoru R
  • RMIN = (U1MAX – UZ) / (IZMAX + ILMIN ) [Ω; V, V, A, A]
  • RMIN = (15 – 10 ) / (0,13 + 0,08) = 5 / 0,21= 23,81Ω
 
  • RMAX = (U1MIN – UZ) / (IZMIN + ILMAX) [Ω; V, V, A, A]
  • RMAX = (12 – 10) / (0,01 + 0,1) = 2 / 0,11 = 18,18Ω
 
V zapojení by se měl použít rezistor s odporem v blízkosti RMAX

 


Napsal Petan před šesti roky v kategorii Elektronika Závěrečky. Připojeno 6 komentářů.
Přečteno 22253x.

Na programy zde poskytované není žádná záruka na funkčnost (viz licence). Jednotlivé články, stejně jako celý obsah stránek není návodem a slouží pouze k studijním účelům. Zapojení výše mají pouze informativní charakter! Vždy se řiďte originálním návodem k použití! Na elektrickém (vyhrazeném) zařízení smí pracovat pouze osoba s příslušnou kvalifikací dle vyhlášky 50/78 Sb! Vše tedy děláte na vlastní nebezpečí! Autor stránek nebere žádnou zodpovědnost za případné újmy na zdraví, životě, majetku a jiné!

I když jsou články psány s co největší pečlivostí, mohou obsahovat chyby. Vše tedy bez záruky!

Jakékoliv části webu je zakázáno bez svolení autora a uvedení zdroje publikovat! Některé části článků mohou obsahovat texty, případně obrázky ze stránek Wikipedia a Wikimedia Commons. Tyto části jsou dostupné pod původní licencí Creative Commons.



1 | Petr H @ | před šesti roky

Krásný popis výpočtu a zdá se že i vychází správně. Děkuji moc.

Takovýto popis výpočtu návrhu RC filtru (dolno propustný) by se nenašel? Prosím třeba na email.

  • Peťan: Výpočet RC článku najdeš třeba tady, nebo zkus Google :)

reagovat

2 | Elektrikář Pepík @ | před pěti roky

jak muže být Iz min a Iz max stejné nedává to smysl…!?

  • Peťan: Zde byl pro zjednodušení zvolen stejný proud. Je to spíš taková blbost... Jde o to, že pokud proud zenerovou diodou klesne pod Izmin tak dioda přestane stabilizovat (je to logický, protože zátěž je tak velká že diodou už neprotéká žádnej proud) -> dioda již neovlivňuje obvod. Tento proud je tedy nutné určit z VA charakteristiky diody. Bude velice nízký - řádově miliampéry. Pokud budu mít čas, tak článek upravím (něco už jsem připsal) a případně přidám další vzorce.
  • reagovat

    3 | Elektrikář Pepík @ | před pěti roky

    nicméně jinak je to správně, taky děkuji, pomohlo mi to uvědomit si spoustu věci…

    reagovat

    4 | Jindřich @ | před dvěma roky

    Dobrý den, existuje ZD na stabilizaci 1,5 V?

  • Peťan:ZD jsou myslím vyráběny od nějakých 2,7 V. Při požadavku menšího napětí je nutné vytvořit náhradní zapojení z tranzistorů, nebo použít jiný stabilizátor.
  • reagovat

    5 | Jirka @ | před dvěma roky

    Dioda

    [4] Jindřich: A nebo použít obyčejné diody ;-)

    reagovat

    6 | Filip | před dvěma roky

    Díky moc mi to pomohlo

    reagovat

    Připojte váš komentář!

    Hvězdičkou jsou označena povinná pole.
    E-mailovou adresu k příspěvku přidávat nemusíte. Autor stránek odpovídá vždy do komentáře, ne na přiložený mail!.
    Kvůli zachování kompletnosti komentáře budou vložené odkazy na obrázky vloženy do komentáře přímo jako obrázek. Původní soubor bude zkopírován na tuto stránku.