diodo Zener como regulador de voltaje

  

Conecté mi suministro que era 5v. La resistencia fue elegida para ser 220ohms. Esto hará que la corriente máxima del zenor alrededor de 7mA.

Esto significa que si su carga requiere más de 7 mA (en realidad calculo 7.7 mA, no 7 mA), la resistencia bajará V _{hacia fuera} por debajo de 3.3 V. En ese caso, el zener no ya se estará regulando.

  

Pero, cuando cargué el diodo Zener, el voltaje a través del diodo se redujo a 2.4v.

     

¿Por qué sucedió eso?

Su carga estaba tomando más de 7.7 mA.

Dado que la tensión de salida bajó a 2.4, podemos calcular que la corriente de carga fue (5-2.4) / 220 = 11.8 mA.

Puedes hacer que esto funcione reduciendo la resistencia de tu serie. Si la carga es bastante rígida, reducir la resistencia a 110 ohmios debería devolverle a la regulación. Esto supone que la corriente de carga no aumenta a más de 15 mA cuando la tensión de alimentación se eleva a 3,3 V.

Si es posible tener una condición de circuito abierto en la carga, debe elegir un Zener que pueda tomar toda la corriente que normalmente iría a la carga.

Al diseñar un circuito regulador zener simple como este, hay dos criterios importantes: (1) la corriente de carga máxima y (2) la corriente de carga mínima .

Por KCL, la corriente de diodo mínima se produce en el caso (1), mientras que la corriente de diodo máxima se produce en el caso (2). La ecuación de KCL es:

$$ I_D = I_R - I_L = \ frac {V - V_Z} {R} - I_L $$

Claramente, uno debe elegir \ $ R \ $ lo suficientemente pequeño para que la corriente mínima de diodo sea igual o superior a la corriente de retención del zener.

También, uno debe elegir \ $ R \ $ lo suficientemente grande como para que la corriente máxima del diodo no cause una disipación excesiva de la energía del diodo.

Ahora , con los valores seleccionados, el límite superior en la carga actual es

$$ I_ {L, UB} = \ frac {5V - 3.3V} {220 \ Omega} = 7.72mA $$

Este es un límite superior porque (a) el voltaje de salida debe ser inferior a 3.3V para cualquier corriente de carga más grande y (b) la corriente del diodo es cero para esta corriente de carga.

Dado que debe haber una corriente de diodo algo para que el diodo tenga 3.3V de ancho, la corriente de carga máxima actual debe ser menor que esto.

Por lo tanto, si su carga requiere más corriente que esto, debe disminuir \ $ R \ $ o aumentar el voltaje de la fuente .

No, con carga alta, puedes ignorar tu Zener. Entonces, solo tiene un divisor de voltaje entre su resistencia de 220 ohmios y su carga.

Un zener se puede usar con éxito como referencia de voltaje, pero si desea que realmente regule el voltaje para alimentar una carga, necesita una carga muy liviana. En su lugar, use un voltaje Zener para establecer el nivel de voltaje de un amplificador de drenaje común para obtener suficiente corriente mientras se sigue regulando el voltaje.

Los 6 amperios solo deben realizarse durante períodos muy cortos de tiempo de 100 microsegundos para ser exactos. Y solo si la temperatura ambiente es de 25 grados centígrados. Eso significa que, durante períodos de tiempo muy cortos, puede pulsar con 6 amperios de corriente sin freírla. Esta cantidad no es útil para su aplicación porque desea una corriente constante en ella que no menciona realmente por lo que ha mostrado.

El circuito del que hablo se vería más o menos así, excepto que el BJT sería reemplazado por un mosfet (aunque un BJT también funcionaría). enlace , aquí, si se usa BJT, la salida será 3v3 - vbe, ~ 0.6v. También, en lugar de 10K, use 330Ohm para mantener la corriente de 5mA zener.

Una mejor solución es un regulador lineal. Vienen baratos y están diseñados para lo que buscas exactamente.

Debe elegir la resistencia para que la corriente de carga más la corriente para el diodo zener todavía deje 3.3 voltios en el diodo zener.

La serie de zeners BZX79 tiene una potencia máxima de disipación de 500 mW, por lo que su diodo de 3.3 voltios debe manejar de manera segura hasta 150 mA.

Si su corriente de carga máxima es de 20 mA, y desea permitir un mínimo de 10 mA en el zener, la resistencia debe ser de aproximadamente (5V - 3,3V) / (20mA + 10 mA) = 56 ohmios. Incluso si desconecta la carga, el Zener solo tendrá que llevar 30 mA, lo que está dentro de sus capacidades.