Stabilizacja napięcia diodą Zenera - czy prąd 10 mA płynie nieprzerwanie?

Fri May 21, 2004 6:19 am   

Witam

Problem: stabilizacja napiecia dioda Zenera.

Zalozenia:
- bateria 9[V]
- rezystor ograniczajacy prad, 10[mA], 390[ohm]
- dioda Zenera na 5.1[V], 10[mA]
- obciazenie diody 0.2 pradu diody = 2[mA]

Schemat: szeregowe polaczenie rezystora ogranizacjacego prad z dioda Zenera
oraz rownolegle do diody obciazenie

Dwa zdania z ksiazki:

"W praktyce przyjmuje sie, ze prad obciazenia powiniene wynosic co najwyzej
0.1 - 0.2 pradu diody Zenera"

(...)

"Oznacza to, ze dla zapewnienia stabilizacji napiecia przy pradzie
obciazenia ronym 1[mA] potrzebny jest dodatkowy prad 10[mA]."

Pytanie: obciazenie ciagnie 0.2[mA], ale dla poprawnej stabilizacji
potrzebny jest prad diody 10[mA], czy on plynie caly czas? tzn dioda jest
obciazeniem dla baterii w postaci 10[mA]?

--
Krzysztof Szynter :'''. :. : *
Dygi GG 1027078 :...' ..... : : : ..... . . . . . .....
http://newbie.friko.pl : : :.... : : : :.... :: :: :.. : :....
dygimail(at)poczta(dot)fm :...' :.... : ': :.... : : :..' : :....

Fri May 21, 2004 6:23 am   

Można jednak spróbować nieco zmniejszyć prąd diody Zenera, tak czy inaczej
jest to źródło napięcia o znikomej sprawości. Sprawę wydajności polepsza
użycie wtórnika napięciowego, jednak stabilność na tym traci...
Pozdr
EM

Fri May 21, 2004 7:46 am   

"EM" <edim123@poczta.onet.pl> wrote in news:c8kap5$jkr$1@news.onet.pl:


Czy sprawnosc bedzie to stosunek pradu pobranego przez obciazenie do pradu
pobranege przez caly uklad? Czyli 2/12 = 1/6 ~ na oko 16%?

--
Krzysztof Szynter :'''. :. : *
Dygi GG 1027078 :...' ..... : : : ..... . . . . . .....
http://newbie.friko.pl : : :.... : : : :.... :: :: :.. : :....
dygimail(at)poczta(dot)fm :...' :.... : ': :.... : : :..' : :....

Fri May 21, 2004 7:53 am   

jest wyższe niż na wyjściu.
Biorąc pod uwagę bilans mocy:
n = (9V*12mA)/(5,1V*2mA) = 10,6%
Pozdr
EM

Fri May 21, 2004 9:28 am   

Użytkownik "EM" <edim123@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:c8kap5$jkr$1@news.onet.pl...

Jezeli wtornik sterujemy dioda Zenera, to tez musi przez nia plynac prad
minimum 5mA, zeby napiecie bylo zblizone do znamionowego (dodatkowo
tolerancja napiecia zenerki to 5 do 10%). A jak kazdy mA sie liczy np. przy
zasilaniu bateryjnym, to pozostaja 4 rozwiazania:
1. przetwornica:-) Mozna sie smiac, ale najbardziej sprawna
2. wtornik ze zrodlem napiecia odniesienia np. LM431 (dobra stabilność
temperaturowa)
3. gotowy stabilizator o niskim poborze wlasnym np. TC55 Microchipa (pobor
około 1uA)
4. a jak wazny jest minimalny koszt i maly pobor to prosty stabilizator na 2
tranzystorach i 3 rezystorach (kondensatorów nie licze, bo wszedzie trzeba
dac)

WE WY
-------c T1 e------- + -------
| b |
R1 | |
| | |
------+ R2
c |
T2 b--------+
e |
| R3
| |
GND GND

R1 trzeba dac takie, zeby prad bazy byl np. 100x mniejszy od pobieranego
pradu z wyjscia.
Czyli np. Uwe=12V, Uwy=5V, Iwymax=10mA to Ub1=5+0,7V=5,7V,
Ib1=10mA/100=0,1mA
stad R1max=(Uwe-Ub1)/Ib1=63k
Widac, ze w najgorszym przypadku pobor wlasny stabilizatora wyniesie okolo
12V/63k=0,2mA
Napiecie wyjsciowe regulujemy za pomoca dzielnika R2/R3.
Ube tranzystora T2 wynosi dla malych pradow kolektora okolo 0.6V (najlepiej
to sprawdzic w notach katalogowych dla konktertnego tranzystora)
Uwy = 0,6V * (R2 +R3)/R3
Spokojnie mozna dac wartosci R2 i R3 wieksze od R1.

Pozdrawiam
Jarek

Fri May 21, 2004 10:11 am   

Hello JarekC,

Friday, May 21, 2004, 12:28:10 PM, you wrote:

[...]


Ajajaj! Ok. 20 mV/K - 20 stopni podgrzejesz i napięcie poleciało o
0.4V...

[...]

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Fri May 21, 2004 10:45 am   

Użytkownik "RoMan Mandziejewicz" <roman@pik-net.pl> napisał w wiadomości
news:243446803.20040521131132@pik-net.pl...


Sie zgadza. Tanie nie zawsze znaczy idealne:-)

Pozdrawiam
Jarek

Fri May 21, 2004 12:54 pm   

"Krzysztof Szynter" <dygimailNo@SPAMpoczta.fm> wrote in message news:Xns94F0650FEFCFdygimailpocztafm@127.0.0.1...

Tak. Nie wiem co robisz, ale już w praktyce tego typu stabilizatorów
nie stosuje się. Zwłaszcza przy użyciu bateryjki 9V. Proponowałbym
użycie jakiegoś miniaturowego stabilizatora impulsowego, np. LT1173
http://www.linear.com/prod/datasheet.html?datasheet=310
Układ scalony konsumuje na swoje potrzeby tylko 110uA - porównaj to
do ilości prądu jakie konsumuje na swoje potrzeby Twoja dioda Zenera.

Fri May 21, 2004 1:21 pm   

"EM" <edim123@poczta.onet.pl> wrote in news:c8kg2s$66g$1@news.onet.pl:


No tak. bilans mocy. Dziekuje slicznie ;--)

--
Krzysztof Szynter :'''. :. : *
Dygi GG 1027078 :...' ..... : : : ..... . . . . . .....
http://newbie.friko.pl : : :.... : : : :.... :: :: :.. : :....
dygimail(at)poczta(dot)fm :...' :.... : ': :.... : : :..' : :....

Fri May 21, 2004 1:37 pm   

"Pszemol" <Pszemol@PolBox.com> wrote in news:c8kg75.2ao.0@poczta.onet.pl:


Ucze sie ;--)


Wlasnie widze dlaczego. Juz przerobilem stabilizacje pradu i napiecia na
Zenerce i tranzystorze. Wczesniej mi sie czarna magia wyadawalo a teraz
jakiez to eleganckie.


Aaa do ukladow to dojde w swoim czasie. Tym bardziej do "konstruowania"
czegokolwiek.


No tu juz nie ma co dyskutowac.

--
Krzysztof Szynter :'''. :. : *
Dygi GG 1027078 :...' ..... : : : ..... . . . . . .....
http://newbie.friko.pl : : :.... : : : :.... :: :: :.. : :....
dygimail(at)poczta(dot)fm :...' :.... : ': :.... : : :..' : :....

Fri May 21, 2004 1:37 pm   

"JarekC" <jarekc@alpha.net.pl> wrote in
news:c8km3e$9bm$1@nemesis.news.tpi.pl:


Qrcze, wiecie co, nie rozumiem tej kwestii kondwnsatorw przy pradach
stalych. Skoro robia one za nieskonczony rezystor dla DC to po co one
tutaj?

ps
Dzieki za lopatologiczny przyklad. Przyjrze sie dokladnie (i zasypie
pytaniami ;--) jak tylko wroce z ogrodka...

--
Krzysztof Szynter :'''. :. : *
Dygi GG 1027078 :...' ..... : : : ..... . . . . . .....
http://newbie.friko.pl : : :.... : : : :.... :: :: :.. : :....
dygimail(at)poczta(dot)fm :...' :.... : ': :.... : : :..' : :....

Fri May 21, 2004 1:56 pm   

"Krzysztof Szynter" <dygimailNo@SPAMpoczta.fm> wrote in message news:Xns94F0A7CD92C05dygimailpocztafm@127.0.0.1...

To "konstruowanie" to w przypadku LT1173 zlutowanie ze sobą
(lub wstawienie do płytki montażowej bez lutowania) 4 elementów.
Radocha jakich mało, gorąco zachęcam do eksperymentów...


.... tylko zabrać się za montaż

Fri May 21, 2004 2:00 pm   

"Krzysztof Szynter" <dygimailNo@SPAMpoczta.fm> wrote in message news:Xns94F0A8EDA6228dygimailpocztafm@127.0.0.1...

Problem w tym, że tam nie ma PRĄDÓW stałych...
Nawet NAPIĘĆ stałych tak naprawdę nie ma.
Przecież to co podepniesz do układu swojego stabilizatora
przeważnie będzie pobierać prąd w krótkich impulsach,
na przykład procesor wykonany w technologii CMOS będzie
pobierał krótkie szpilki prądu w czasie przełączania par
tranzystorów MOS. Te szpilki prądu będą się powtarzać
z różną częstotliwością zależną od częstości zegara
sterującego nim czy też rodzajem programu jaki na nim
działa... A więc w drucie dostarczającym prądu dla
procesora z Twojego zasilacza będą płynąc prądy impulsowe
powodujące miniaturowe wahnięcia napięcia stałego, które
jak sam widzisz przestanie być stałe... To samo dzieje
się w układach samego stabilizatora: impuls prądu wyjścia
powoduje impuls prądu wejścia, być może wahnięcie napięcia
na wyjściu i wejsciu oraz zmiany napięć i prądów w różnych
gałęziach układu stabilizatora - Jak sam widzisz prądy
i napięcia przestają być stałe jak Ci się to wydawało...

Fri May 21, 2004 3:32 pm   

On 21 May 2004 07:19:05 GMT, Krzysztof Szynter wrote:

Ile dokladnie plynie to zalezy od baterii - skoro po
oporniku ma byc 5.1V to poplynie (Ub-5.1)/390.

Ale tak - bedzie ok 10mA caly czas. Tak niestety dziala
"stabilizator rownolegly" - zenerka musi przepuscic prad ktorego
nie wezmie obciazenie. A opornik trzeba dobrac do maksymalnego
poboru pradu przez obciazenie.

Z tym ze jesli nie zalezy ci na dokladnej stabilizacji to mozesz
zmniejszyc ten niekorzystny stosunek .. ale akurat przy malych pradach
zenerki kiepsko dzialaja - musialbys znalezec jakies malutkie diody
zeby moc zejsc z pradem do np 0.5mA bez pogorszenia parametrow.

J.

Fri May 21, 2004 3:32 pm   

On Fri, 21 May 2004 13:11:32 +0200, RoMan Mandziejewicz wrote:

No i nie wiem czy powyzsze bedzie tansze od LM317 :-)

J.