Zenerdiode belastings stroom

Na de uitbrander van FET >:) zal ik toch mijn nog mijn visie geven.

IR = (Vin - Vz)/R = (8-5.1)/22 = 132mA

Max belastingstroom IRL = IR - IZK of 132mA - 1mA =133mA

Min belastingstroom IRL = IR - IZM of 132 - 70 = 62mA

Dat de uitgangsspanning iets zal variëren en waarom het een slecht ontwerp is kun je met de andere cijfers ook aantonen, weet ook dat het een 1W zener is.

e: telaat :(

LDmicro user.
Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 20 juni 2022 19:28:46 schreef MGP:
Na de uitbrander van FET >:)

Sorry! Net voor mijn posten zag ik tijdens het editen jou post verschijnen, en frummelde ik die regel nog gauw bovenaan. Dat had netter gekund. :)

De clou is alleen dat jouw berekening (en van sommigen hierboven) uitgaat van een vaste zenerspanning, en dus een constante stroom door de R van 22 ohm. De grap is nu juist, dat die zenerspanning, en dus die stroom door R, niét constant zijn - daar is die Zz van 7 ohm 'schuld' aan.

(Een snellere - en eenvoudigere! - berekening zou de 8V bron, Ui(Z), 22 ohm en 7 ohm samennemen tot één Thevenin-bron, om daarmee dan verder te rekenen in RL. Dat is echter buiten de scope van de vraag.)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Op 20 juni 2022 19:44:57 schreef Frederick E. Terman:
.....
De clou is alleen dat jouw berekening (en van sommigen hierboven) uitgaat van een vaste zenerspanning, en dus een constante stroom door de R van 22 ohm. De grap is nu juist, dat die zenerspanning, en dus die stroom door R, niét constant zijn - daar is die Zz van 7 ohm 'schuld' aan.
....

Wij gaan niet uit van een vaste zenerspanning maar van de spanning die de fabrikant opgeeft bij een bepaalde stroom door de zener(49mA) en dat is heel iets anders, en is ook veel makkelijker om berekeningen te maken dan met uw grafiekje ;)

LDmicro user.

Op 20 juni 2022 19:18:05 schreef Frederick E. Terman:
Voilà, daar komen we er.
Je hebt alleen wel nog wat grof afgerond. Als je 4,757 afrondt tot 4,8, dan heeft het niet zoveel zin meer daar nog 0,007 bij op te tellen. Je rekent daarom best met wat meer decimalen; afronden kan aan het einde altijd nog.
Probeer nog eens of je bij 49 mA ook echt 5,100 V krijgt over de zener.

Voor de rest echter lijkt alles te kloppen. De tabel:

code:

Uin	8		I(Z)	U(Ri)	Uz	U(R)	I(R)	I(RL)	RL
R	22		0.001	0.007	4.764	3.236	0.147	0.146	32.6
Ui(Z)	4.757		0.049	0.343	5.100	2.900	0.132	0.083	61.6
Zz	7		0.070	0.490	5.247	2.753	0.125	0.055	95.2

De benadering van de zener door een combinatie van spanningsbron en weerstand is, hoewel eenvoudig, lang niet slecht. Voor een echte zener van dat type komt er - in het werkingsgebied van de vraag - praktisch hetzelfde uit.
In een grafiek zou je dit krijgen (klik= groter):

[bijlage]

Jeetje, Dankjewel voor de vele hulp en moeite die u hierin stopt.

Ik heb alles opnieuw berekend en zonder afrondingen komt het inderdaad precies overeen met de uitkomst van het boek.

Bedoelt u met het controleren of ik mij 49mA echt een zenerspanning van 5,1V uitkom, dat ik dit moet berekenen door 49 mA * 0,7 ohm = 0,343 V te doen, en dat op te tellen bij de inwendige zenerspanning van 4,757V, want dan kom ik inderdaad op 5,1V uit. Of is er nog een andere manier om dit te controleren zonder de inwendige zenerspanning in rekening te brengen?

benleentje

Golden Member

Op 20 juni 2022 19:54:39 schreef MGP:
[...]
Wij gaan niet uit van een vaste zenerspanning maar van de spanning die de fabrikant opgeeft bij een bepaalde stroom door de zener(49mA) en dat is heel iets anders, en is ook veel makkelijker om berekeningen te maken dan met uw grafiekje ;)

Ik heb 30 jaar geleden op school ook zo geleerd. Is denk voor de meeste zener toepassing voldoende. Een 1W zener zal bij 1,001W het ook nog wel doen als het daar op aankomt ;).

Als het er op aankomt komt je met de makkelijke berekening niet weg. In dit topic in ieder geval weer een hoop geleerd over de zenerdiode.

lang niet slecht. Voor een echte zener van dat type komt er - in het werkingsgebied van de vraag - praktisch hetzelfde uit.

Zeker niet slecht. Ik dacht zelf altijd dat de interne weerstand van een (zener)diode niet constant was en varieert met de stroom? En natuurlijk ook met de temperatuur.
Maar het zou me niet verbazen al ook daar een complexe formule is voor bedacht.

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.

Ook kom ik nu inderdaad op die 112 mA uit als RL = infinit.

Als ik Thevanin dan toepas bekom ik: 8V - 4,757 - 7*i -22*i = 0
Oplossen naar i geeft dan 0,111828 A.
En zoals door jullie al gezegd werd, hoger dan IZM en dus een slecht ontwerp.
Dankjulliewel allemaal <3.

Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 20 juni 2022 20:38:50 schreef benleentje:
[Ik dacht zelf altijd dat de interne weerstand van een (zener)diode niet constant was en varieert met de stroom? En natuurlijk ook met de temperatuur.

Daarin heb je natuurlijk gelijk; het blijft een soort diode tenslotte. Maar in vergelijking met die 22 ohm zijn hier de variaties in die '7 ohm' van de zener niet zo groot.

(Als je weleens met simulator-software speelt, moet je eens in de LIST kijken hoe de zener gemodelleerd is; dat is best grappig gedaan.)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
benleentje

Golden Member

En zoals door jullie al gezegd werd, hoger dan IZM en dus een slecht ontwerp.

Als Rl zo groot kan worden zou dat een slecht ontwerp zijn. Vaak als je een zenerdiode gebruikt dan weet je ongeveer in welke mate de belasting kan variëren en zal soms ook altijd aanwezig zijn. En dan hoeft het nog geen slecht ontwerp te zijn maar zal je een zwaarder type zenerdiode nodig hebben ze zijn er geloof ik tot 5W.
5W in een zenerdiode stoppen mag tegenwoordig niet meer van de milieu politie ;). Mag wel maar dan kan je je beter afvragen of het niet anders kan.

Als spanningsregelaar word een zenerdiode zelden toegepast, wel soms als een referentie spanning met een stroombron als belasting of als beveiliging tegen een te hoge spanning.

[Bericht gewijzigd door benleentje op maandag 20 juni 2022 22:28:54 (20%)

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.
Arco

Special Member

Als ik Thevanin dan toepas

Is dat de broer van Raspoetin?... :)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
fatbeard

Honourable Member

Een zenerdiode als spanningsregelaar kan (wordt ook wel shuntstabilisatie genoemd), maar alleen als de zenerspanning laag en belastingstroom klein is (en slechts enkele procenten varieert); vaak is een 'echte' spanningsregelaar echter een betere keuze (in elk geval een makkelijkere).

Je berekent de voorschakelweerstand uitgaande van de hoogste belastingstroom plus de nominale zenerstroom; de weerstand dissipeert dan het vermogen.

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.
fred101

Golden Member

Op 20 juni 2022 20:38:50 schreef benleentje Ik dacht zelf altijd dat de interne weerstand van een (zener)diode niet constant was en varieert met de stroom? En natuurlijk ook met de temperatuur.

Ik ben ooit bezig geweest met zeners als Vref. Dat is een stuk lastiger dan het lijkt. Ik weet de details niet meer maar Je moet experimenteel de juiste stroom vinden (alleen voor die ene zener die je gebruikt) om het tempco zo laag mogelijk te krijgen. (of een oven gebruiken) en dat was veel lastiger dan het lijkt. Maar zo'n zener wordt nooit belast, daar hangt een exotische opamp achter.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur en maritieme en industriele PCBs

Op 20 juni 2022 21:52:22 schreef student.Sylvester:
Ook kom ik nu inderdaad op die 112 mA uit als RL = infinit.

Als ik Thevanin dan toepas bekom ik: 8V - 4,757 - 7*i -22*i = 0
Oplossen naar i geeft dan 0,111828 A.
En zoals door jullie al gezegd werd, hoger dan IZM en dus een slecht ontwerp.
Dankjulliewel allemaal <3.

Niet alleen daarom maar met deze berekeningen kun je aantonen dat de Vout varieert met de stroomvariatie van de belasting, in totaal zo'n 0.5V ofte 9% in dit geval en de temperatuur afhankelijkheid nog niet meegerekend.
Voor veel schakelingen is dat van minder belang maar het is soms wel vervelend.

LDmicro user.