¿Cómo calcular el voltaje de ondulación en este circuito regulado por zener y rectificado en puente?

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Para uno de mis laboratorios, debo diseñar una fuente de alimentación con una ondulación de menos del 1% del valor nominal de 4.7 V (ya que Vz = 4.7 V) y calcular su regulación de carga.

Sé que lo más probable es que la fluctuación se encuentre dentro del 1% requerido, pero tengo problemas para calcular el valor exacto que necesitaré para calcular la regulación de la carga.

Aquí está el circuito:

La carga debe ser \ $ 50kΩ \ $. R1 y C1 son ajustables. Como solo tendré un \ $ 100µF \ $ y un \ $ 10µF \ $ capacitores en el laboratorio, los voy a derivar para un mejor filtrado.

Solución intentada:

Entrada:

\ $ V = 15 V_ {p-p} \ $ o \ $ 7.5 V_ {p} \ $ @ 50 Hz

Después de pasar por el puente rectificador (dos diodos - dos caídas de 0.7 V):

\ $ V = 6.1 V_ {p} \ $ @ 50 Hz

Aquí es donde comienzan mis problemas.

Después de pasar por el filtro:

Quería calcular la amplitud de la onda usando: \ $ V_ {r} = {{V_ {p}} \ sobre {2fCR}} \ $, donde f = 50 Hz, \ $ {V_ {p} } = 6.1 V \ $, \ $ C = 110µF \ $ y R es la resistencia del circuito paralelo al capacitor. No tengo idea de cómo obtener \ $ R \ $, incluso si selecciono cualquier \ $ R_ {1} \ $, ya que sospecho que la resistencia variará debido al diodo Zener.

Entonces, ¿cómo puedo encontrar la amplitud de rizado en la entrada del regulador Zener? Necesito este valor para los cálculos del regulador Zener y, en consecuencia, el valor preciso de la ondulación de salida y la regulación de la carga.

    
pregunta Max Lawnboy

3 respuestas

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Puedes elegir R1 para producir una corriente promedio de Iz (de la hoja de datos de Zener). Mientras esté allí, busque la impedancia Zener en esa corriente. Puede pensar en el zener como una fuente de voltaje ideal con una resistencia en serie. El valor de esa resistencia depende en gran medida de la corriente Zener, por supuesto.

Calcule la tensión de rizado en el capacitor a partir de la corriente del capacitor (suponga que es constante e igual a (Vp-Vz) / R1. Simbólicamente (en función de C).

Calcule el voltaje de rizado a través del zener a partir de la impedancia del zener, el voltaje de rizo y la impedancia de la fuente (R1 || 50K que puede decir ~ = R1). De nuevo, en función de C.

Encuentre el valor mínimo del condensador para producir un rizado del 1%.

Puedes calcular la regulación de la carga de manera similar.

Aquí hay parte de una tabla de una hoja de datos :

Hay dos corrientes en las que se especifica la impedancia Zener, pero el voltaje Zener solo se especifica en Iz.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Su objetivo es asegurarse de que el voltaje a través del capacitor no caiga por debajo de (por ejemplo) 5 voltios. Esto asegura que el zener esté siempre en funcionamiento. Por lo tanto, si el voltaje máximo de su capacitor es de 6.1 voltios, debe elegir la resistencia de mayor valor (R1) que satisfaga obtener al menos 5 voltios en la carga si se eliminara el Zener.

La corriente tomada por la carga es una minúscula de 94 uA, por lo que también puede suponer que puede ser de 10 mA para el diodo Zener y esto significa que R1 es 1.1 / 0.01 = 110 ohmios. El 1.1 es 6.1 voltios menos 5 voltios.

Si se tomara (aproximadamente) 10 mA del capacitor durante un período de 10 ms, ¿cuánto caerá el voltaje? I = Cdv / dt por lo tanto dV = 0.91 voltios.

La descarga del condensador será de aproximadamente 6.1 voltios a aproximadamente 5.2 voltios pero, por supuesto, el Zener no será perfecto, por lo que podría haber una ligera caída en su voltaje. Sin embargo, he asumido una corriente de descarga de 10 mA y esto lo está sobrecargando. A 5,2 voltios, y R1 = 110 ohmios que alimentan a un zener de 4,7 voltios, la corriente es de aproximadamente 4,5 mA, por lo que esperaría que la caída en el voltaje del capacitor sea aproximadamente 0,7 voltios.

También mi cálculo asumió 10 ms, pero será un poco menor, posiblemente 8 ms. Así que elegiría que R1 sea 110 ohmios.

    
respondido por el Andy aka
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usted especifica 4.7v solo, pero también debe especificar el límite de salida con 4.7 voltaje nominal, y simplemente tiene que calcular Vripple = Iout / 4fc porque es bridge ckt. Vripple = Iout / 2fc o Vp / 2FCR es para la rectificación de media onda (usas). por lo tanto, R = Vp / Iout.

    
respondido por el Dessalegn Getahun

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