¿Qué tipos de diodos zener son apropiados para sujetar las señales de entrada de swithcing?

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Mi pregunta es sobre la determinación del tipo de diodo zener para los casos en que se usa el zener para sujetar una entrada de pulso de conmutación. Para mayor claridad, dibujo la siguiente sección del circuito de ejemplo:

Conrespectoalcircuitoanterior,elzenerseutilizaenelcircuitoparasujetarVinaVout.Porlotanto,elZenerdebesujetarydebepoderfuncionarcorrectamenteparaunaentradadeconmutación.

Ahora,siVinfueraunvoltajecasiconstante,usaríaundiodoZenerenlacategoríade"regulador de voltaje".

Este es un ejemplo de las opciones de tipo Zener de un proveedor:

Pero en mi caso, el voltaje de entrada Vin a ser fijado no será constante; será, por ejemplo, un tren de impulsos, es decir, voltajes ON OFF con una frecuencia máxima de 1kHz.

Si los voltajes que se deben fijar son del tipo que describí, ¿qué tipo de diodo Zener debe usarse en un diseño? ¿Y qué parámetros deben verificarse en la hoja de datos si el diodo puede funcionar correctamente con una frecuencia de conmutación deseada?

    
pregunta user1234

1 respuesta

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Los diodos Zener tienden a tener mucha capacitancia y los tipos de voltaje más bajos tienden a tener una rodilla muy blanda (el voltaje cambia mucho con la corriente cuando se conducen en reversa).

Una cosa que puede hacer es desviar el zener de otro suministro (voltaje más alto) a través de una resistencia y usar un diodo de conmutación (silicio o Schottky) para realizar la sujeción real. Para voltajes más bajos (menos de aproximadamente 5-6 V), sugiero usar un IC de regulador de derivación en lugar de un diodo Zener.

El concepto es así:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Dicho esto, 1kHz no es una frecuencia tan alta y puedes usar un diodo Zener normal en muchos casos. Lo más probable es que seleccione "regulador de voltaje" y "propósito general" de esa lista (lo que parece un poco arbitrario), a menos que la corriente sea relativamente alta, en cuyo caso podría considerar los diodos TVS. Elija un dispositivo que esté bien especificado (preferiblemente tiene al menos curvas típicas para Vz en función de la corriente) para que pueda predecir el voltaje directo si no está sujetando a la Iz especificada.

Aquí hay algunas curvas típicas de la serie BZX84 diodos zener de la serie:

Como puede ver, por debajo de los 10 V de voltaje zener no se comportan muy bien, y por debajo de 5 o 6 V, en < 1mA son bastante inútiles. Un zener de 5,6 V a los 5 mA especificados tiene una resistencia dinámica de 15 \ $ \ Omega \ $ y una capacitancia de 300 pF máx. A 0 V (caerá un poco con el voltaje). Entonces, si su voltaje de entrada es de 10 V, puede usar una resistencia en serie de 910 ohmios al 5%. Desde 910 > > 15 cambios en el voltaje de entrada no alterarán mucho el voltaje de salida.

La constante de tiempo es 910 ohms * 300pF. La regla de oro del tiempo de subida (10% a 90%) es 2.2 \ $ \ tau \ $ o aproximadamente 600 ns, lo que no afectará mucho a una onda cuadrada de 1 kHz.

Si el voltaje de la pinza es inferior a alrededor de 5 V, su frecuencia se encuentra en muchos kHz o MHz. Es posible que desee utilizar el método de diodo y regulador de derivación.

Si lo que necesita es una sujeción precisa, puede usar un diodo op-amp plus.

Si necesita una sujeción de alta potencia, puede utilizar un TVS o construir una abrazadera activa.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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