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Spannungsregelung (Stabilisierung)
mit Z-Diode

Schema Spannungsregler Z-Diode

   E-Rechner
Eingaben (5):Ergebnisse:
Eingangsspannung Ue  [V]
 
Ausgangsspannung Uz  [V]
Zenerspannung
 
Leistung Z-Diode  [W] 
Zenerstrom Iz min  [A]
Datenblatt, in der Regel 5-10 mA
 
Laststrom IL  [A]
IL = Uz / RL
 
Widerstand Rs min [Ω] 
Leistung PRs min [W] 
Widerstand Rs max [Ω] 
Leistung PRs max [W] 

  

Die Eingaben erfolgen in den mit "?" markierten Feldern. Es müssen 5 Werte eingegeben werden.


Mit einer Z-Diode lässt sich äußerst einfach ein Spannungsstabilisierungskreis aufbauen. Die einzige zusätzliche Komponente ist ein Vorwiderstand, mit dem der Strom der Z-Diode begrenzt werden muss. Der Arbeitsbereich der Z-Diode erstreckt sich strombezogen zwischen zwei Punkten. Ein Punkt wird durch den minimalen Strom, der durch die Z-Diode fließen muss, damit sie ihre Stabilisierung- Eigenschaften entfalten kann, markiert. Der zweite Punkt wird durch den maximalen Strom, der von der Leistung der Z-Diode abhängig ist, (Izmax = P / Uz) bestimmt. Ein Vorwiderstand muss so gewählt werden, dass der von ihm bestimmter Zenerstrom innerhalb dieser Grenzen bleibt. Der Strom Is, der vom Vorwiderstand zur Verfügung gestellt wird, setzt sich aus dem Zenerstrom IZ und dem Lastrom lL zusammen.

Angewandte Formeln:
Maximaler Strom Z-Diode: Iz max = P Z-Diode / Uz
Minimaler Vorwiderstand: Rs min = (Ue – Uz) / Iz max
Leistung von Rs min: P Rs min = (Ue - Uz) * Izmax
Maximaler Vorwiderstand: Rs max = (Ue - Uz) / (Iz min + IL)
Leistung von Rs max: PRs max = (Ue - Uz) * (Iz min + IL)

Beispiel:

Im welchen Bereich liegt der Wert eines Widerstandes, der zusammen mit einer Z-Diode eine Eingangsspannung von 20 VDC auf 10 VDC herunterregelt? Die Leistung der Z-Diode beträgt 1,3W, der minimale Zenerstrom beträgt 5 mA. Der Laststrom beträgt voraussichtlich 15 mA.

Eingabe:

Spannungsregler mit Z-Diode: Eingaben

Ergebnisse:

Spannungsregler mit Z-Diode: Ergebnisse

Der gesuchte Widerstand liegt im Bereich 77 bis 500 Ω.


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