mylms.cz

... 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 sedmi roky (2012-01-18 17:33:00) v kategorii Elektronika Závěrečky. Připojeno 10 komentářů.
Přečteno 27556x.

Na programy zde poskytované není žádná záruka na funkčnost. 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 sedmi roky (2012-02-03 15:52:13)

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 šesti roky (2013-02-05 22:12:10)

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 šesti roky (2013-02-05 22:20:53)

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

    reagovat

    4 | Jindřich @ | před třemi roky (2015-11-17 10:52:21)

    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 třemi roky (2016-04-23 08:18:34)

    Dioda

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

    reagovat

    6 | Filip | před třemi roky (2016-04-26 17:29:30)

    Díky moc mi to pomohlo

    reagovat

    7 | Pápulus | před šesti měsíci (2018-10-07 23:47:16)

    Díky za probuzení mých vědomostí po 40ti letech. Chtěl jsem stabilizovat ss naětí z 330V na 280V (pro elektronkový nf zes. 2×15W.pomocí několika ZD s Uz 36V nabo 24V. Proud zátěže byl cca 270mA. Po výpočtu Rmin a Rmax jsem od toho upustil.Vyšla mi závratná čísla.Tudy asi cesta nevede co?

  • Peťan: Jde o to, že parametrický stabilizátor zdroj dost "změkčí". Šel bych cestou stabilizátoru s tranzistorem.
  • reagovat

    8 | Pápulus | před pěti měsíci (2018-10-08 20:34:03)

    [7] Pápulus: Jasně.Mám tohle trafo https://www.vpcentrum.eu/…v-0-25a-5-5a Takže NPN tranzistor,na K připojit vstupní napětí,mezi K a B odpor,mezi B a GND ZD a z E a GND odebírat výstupní napětí.Jestli je to takhle myšleno,jak vypočítá ten odpor a jaký typ tranzistoru použít?Omlouvám se,žiji ještě v dobách 7NU70 či KD601.

  • Peťan: Doporučuji kouknout na internet. Hledal bych "stabilizátor napětí s tranzistorem". Tam výstupní napětí reguluje tranzistor - výkonová ztráta vzniká na tranzistoru a ten lze snadno uchladit. Princip je podobný jako u ZD, nebo lze regulovat podle zpětné vazby.
  • reagovat

    9 | Pápulus | před pěti měsíci (2018-10-08 21:13:59)

    Zapoměl jsem poděkovat za radu.Děkuji.

    reagovat

    10 | santoro | před čtyřmi měsíci (2018-11-17 11:39:15)

    Chtěl bych se zeptat na výpočet Rmin, proč je ve jmenovateli zlomku Izmax + Ilmin? Izmax chápu ale proč tam není Ilmax, to by byl přece ještě extrémnější případ, kdy by Rmin vyšel ještě menší. Děkuji za osvětlení

    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 e-mail!
    Kvůli zachování kompletnosti komentáře budou vložené odkazy na obrázky vloženy do komentáře přímo jako obrázek. Původní soubor bude zkopírován na tuto stránku.

    Fields marked with * are required.
    Do not add your email address. I always answer inside the comment, not to included address.
    Links for external pictures will changed to pictures and add inside the commentary.