Zener als spanningsregulator

Het gebruik van een zenerdiode voor een spanningsregulator...goed of fout?
Dit subject is niet bedoelt om een zenerdiode te vergelijken met een voedingsregulator zoals een LM317!

doel:
Ik heb een 5V spanningsbron. Ik wil graag 3,3V hebben voor een belasting R2. Deze belasting trekt minimaal 9mA en maximaal 30mA.

de opstelling:
spanningsbron U1 = 5V.
weerstand in serie = R1
3,3V zenerdiode in serie = D1
Belasting R2 staat parallel aan D1.

uitwerking:
We kiezen een 3,3V zenerdiode van 0,35W (SOT-23).
minimale stoom door zener = 5mA.
maximale stroom door zener = 0,35W / 3,3V = 106mA

(Spanning over belasting R2 is altijd 3,3V!)

minimale stroom door R1 = ID1min + IR2min = 5mA + 9mA = 14mA.
maximale stroom door R1 = ID1max + IR2max = 106mA + 30mA = 136mA.

Spanning over R1 is altijd 1,7V (5V - 3,3V).

dus de weerstand van R1 ligt tussen:
1,7V/136mA = 12,5ohm en 1,7V/14mA = 121,4ohm.

een weerstand van 68ohm voldoet hier aan. R1 = 68ohm!

Vermogensdissipatie R1 = 1,7^2 / 68 = 0,04W (kan net, want een smd-weerstand (0603) heeft een maximale P van 0,063W)

Dit zou dus moeten werken...! Iemand op- of aanmerkingen??

Groeten Enno.

Ik zou R1 zodanig kiezen dat er altijd de maximale stroom door de zener loopt (in jou geval net zoveel dat de zener niet kapot gaat). Kies je R1 68 ohm dan beperk je daarmee ook de maximaal te trekken stroom door je belasting (R2), en dat wil je niet.
Als je belasting veel stroom trekt gaat er weinig stroom door de zener, trekt je belasting weinig stroom dan gaat er veel stroom door de zener.

Edit: fout gelezen.. bericht gewijzigd mss?

[Bericht gewijzigd door MGP op ]

Is een MIC5205-3.3 van $0.30 niet wat eenvoudiger? Of gaat het hier puur om de theorie?

Dat kunnen we proberen.

Stel:
we stellen dat de stroom door de zener maximaal 100mA mag zijn.

de stroom door R1 mag dan ook maar 100mA zijn.

1,7 / 100mA = 17 ohm.

vermogen in R1 wordt dan: 1,7^2 / 17 = 0,17W

een smd weerstand (0603) wordt hierdoor te warm!

gaat niet werken dus....

puur om de theorie!

Ja, sorry. Heb het weer in de originele staat gezet.

Neem dan 3 weerstanden van 51 ohm en soldeer deze parallel op elkaar, dan krijgen ze alledrie maar 0,057 W, en gaan ze niet kapot.

Dat is inderdaad een goed idee!

Een andere mogelijkheid is om 47ohm voor R1 te gebruiken.
Hierdoor wordt de maximale stroom door R1 = 36mA.
het vermogensdissipatie is dan 0,061W (kan net)

Wanneer de belasting R2 30mA trekt, gaat er 6mA door de zener.

[Bericht gewijzigd door Enno op ]

Denk er wel aan dat die zener verre van ideaal is!

Heb je de software voor het display dan al?

het enige waar je moet op letten is dat de verhouding van Rzener ( die van de voeding naar de zener ) en Rload nooit een spanningsval oplevert die lager is dan de zenerspanning. anders stuikt de spanning over de zener in elkaar.
bijvoorbeeld : zener van 3 volt
rzener 1k en rload ook 1k.
voeding is 5 volt. welnu op dat knooppunt zal je 2.5 volt meten want je maakt een spanningsdeler ( 5 volt / ( 1k+1k ) x rload ( die ook 1 k is ) = 2.5 volt. je zenerdiode slaat nooit aan.

Op 11 april 2005 15:57:15 schreef Enno:
Wanneer de belasting R2 30mA trekt, gaat er 6mA door de zener.

Als je goed oplet zie je hier dat uw eerste berekeningen niet kloppen (68 ohm).
Normaal is Izener 5mA
En de Imax 30mA.
Dus is R1 max 48 ohm

Een zenerdiode is niet geschikt om zo'n variatie in stroom op te vangen.
Bij 5mA door de R2 en 30mA door de zenerdiode, zal de spanning géén 3,3V zijn.
Zie datasheet zenerdiode

[Bericht gewijzigd door MGP op ]

Op 11 april 2005 17:48:37 schreef MGP:
Een zenerdiode is niet geschikt om zo'n variatie in stroom op te vangen.

Dat was wat ik bedoelde.

Een extra diode en transistor gebruiken en je bent er.
Zet de weerstand in serie met de 3,3V zener en de diode.(zener van 3,9V kan dus ook.) Sluit deze spanning aan op de basis van de transistor(collector op 5V). En voila op de emiter staat nu 3.3V.

Dit gebruik ik om een mmc kaart van spanning te voorzien.