3.3v Regulador de voltaje de derivación de diodo Zener que da una salida de 4.3v

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Estamos intentando usar un circuito de derivación de diodo Zener para desarrollar un regulador de voltaje.

  • Nuestro voltaje de entrada es 5v .
  • Nuestro voltaje de salida deseado es 3.3v .
  • La corriente de carga promedio es 80mA .
  • La corriente de carga máxima es 150mA .

Asumimos que la corriente de carga es 150mA .

Utilizamos un diodo Zener de 3.3v y 0.5W . Sobre esta base, llegamos a la conclusión de que la corriente a través del diodo Zener es 150mA .

Por lo tanto, la corriente total es 300mA .

Sobre esta base, calculamos que el valor actual de la resistencia límite es 5.6 ohms y 0.5W .

Cuando realmente conectamos el circuito, notamos que la tensión de salida a través del diodo Zener estaba llegando a ser 4.3v en lugar de 3.3v y comienza a calentarse gradualmente. ¿Por qué sucede esto?

Luego reemplazamos la resistencia 5.6 ohm con una resistencia 220 ohm y observamos que la tensión de salida ahora era 3.3v pero la corriente era insuficiente (como se esperaba). Luego reemplazamos la resistencia de 220 ohmios con dos resistencias de 5.6 ohm en serie y encontramos que el voltaje de salida está alrededor de 4v . De manera similar, con tres 5.6 ohm de resistencias en serie, se encontró que el voltaje de salida estaba alrededor de 3.7v .

Preguntas:

  • ¿Son nuestros cálculos correctos?
  • Nuestra suposición es que el voltaje a través del diodo Zener es independiente de la resistencia limitadora de corriente. ¿Por qué hay una dependencia aparente?
  • ¿Hay algún error fundamental que estamos cometiendo?
pregunta Mahesh

2 respuestas

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Los diodos Zener son dispositivos bastante imperfectos; están calificados para producir su voltaje de salida nominal en un cierto rango de corriente y son unas diez veces mejores que solo usar un divisor de potencial para crear un voltaje regulado pero, como siempre, debe leer la letra pequeña en el dispositivo y normalmente está centrada alrededor de usarlos para aplicaciones de bajo consumo.

Si pones demasiada corriente en ellos, su voltaje de terminal aumentará más allá de su nivel nominal de salida nominal, por lo tanto, debes usarlos como lo define su hoja de datos o esperar malos resultados. Aquí hay una imagen de cómo puede verse el voltaje de salida con la corriente variable que pasa al dispositivo: -

Fuente de la imagen . Como puede ver, el voltaje del zener depende de la corriente que fluye hacia el dispositivo y no debe mirar imágenes como la que se muestra a continuación y suponer que produce un voltaje de salida constante: -

La imagen de arriba da una impresión falsa de una regulación perfecta una vez que se excede una cierta corriente.

Yo diría que su aplicación requiere un regulador de voltaje lineal de 3 terminales.

    
respondido por el Andy aka
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Tienes una idea equivocada fundamental acerca de cómo funciona un regulador de derivación.

La idea clave es que dimensione la resistencia en serie para la corriente de carga pico por sí misma . Luego, cuando la carga no extrae realmente la corriente máxima, el diodo Zener "desvía" el exceso de corriente a tierra. En otras palabras, cuando la corriente de carga aumenta, la corriente Zener disminuye y viceversa. El Zener disipa la potencia máxima cuando la carga está consumiendo su corriente mínima.

    
respondido por el Dave Tweed

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