Auswahl eines Zeners für dynamische Rload-Variationen

Ich versuche, einen Schaltplan zu vereinfachen, indem ich eine Zenerdiode als Regler für ein kleines Radio verwende. In der Spitze verbraucht das Funkgerät etwa 50 mA bei 3,3 V und im Ruhezustand mit geringem Stromverbrauch praktisch nichts (ein paar uA). In einem früheren Experiment, bei dem eine Zenerdiode mit 1 mA Iz und 400 mW Pd verwendet wurde, schoss die Spannung weit über 3,3 V hoch. Nachdem ich einige Analysen durchgeführt habe, ist immer noch nicht ganz klar, ob ich jetzt Spannungsschwankungen erfahren würde, wenn ich diesen speziellen Zener (20 mA Iz, 0,5 W) verwende.

Wenn meine Spannungen bei Vz im Wesentlichen 4,13 V und 12 V betragen, ohne die Diode im hohen bzw. niedrigen Spektrum der Lastaufnahme, und beide den Zener EIN auslösen würden, was sind einige Dinge zu beachten, die dazu führen können, dass dieser Zener dereguliert wird wie gesagt? Soweit ich weiß, betrachte ich derzeit eine Verlustleistung von ~ 200 mW im Leerlauf des Funkgeräts, könnte aber Iz um etwa 12 mA verfehlen und nur 8 mA verfügbaren Strom liefern, wenn das Funkgerät maximal ist.

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Antworten (1)

Wenn Sie etwas wollen, das einfach funktioniert, verwenden Sie einen linearen Spannungsregler. Sie sind für ein paar Cent erhältlich. Wenn Sie weniger Verlustleistung wünschen, verwenden Sie einen Schaltregler.

Wenn Sie Ihre Schaltung verwenden möchten, müssen Sie sicherstellen, dass der Wert von Rs klein genug ist, um bei 3,3 V genügend Strom zu liefern, und physisch groß genug, um die gesamte erzeugte Wärme abzuleiten, ~450 mW nach meiner Berechnung (12 V- 3,3 V/50 mA). Ihr Zener muss auch in der Lage sein, die erforderliche Leistung abzuleiten, die ~ 160 mW (3,3 V * 50 mA) beträgt. Ihre Spannungsregelung wird wahrscheinlich nicht großartig sein, aber Ihr Radio kann wahrscheinlich damit umgehen (obwohl es hilfreich wäre, wenn Sie posten, was das Radio tatsächlich ist). Sie sollten einen Kondensator über den Ausgang Ihres Spannungsreglers legen.

Insgesamt sind 600-700 mW ziemlich viel Leistung, die auf kleinem Raum kontinuierlich abgeführt werden muss. Sie müssen den Temperaturanstieg berücksichtigen, der dadurch verursacht wird. Das Problem bei dieser Schaltung ist im Vergleich zu einem linearen (Serien-)Regler, dass sie immer die gleiche Menge an Strom verbraucht, was die maximale Menge ist. Ein Serien-Linearregler wäre für diese Anwendung viel besser geeignet, da die 50-mA-Entnahme vermutlich nicht oft auftritt (obwohl ein Serienregler besser ist, selbst wenn dies in 99% der Fälle der Fall ist).

Probieren Sie Ihre Schaltung hier aus .

Ich stimme dem linearen Reglerbit zu; vor allem im Zusammenhang mit diesem Aufenthalt auf engstem Raum, was es ist. Ich hatte nur von der Dissipation an der Diode gesprochen, aber das ist definitiv eine ziemliche Erinnerung an die Hitze! Ich habe auch versucht zu verstehen, was den anderen zum Scheitern gebracht hat, also könnte ein Teil davon den Umstand dieser Frage beeinflusst haben. Und ich gehe davon aus, dass, wenn ein Zener nicht seine ideale Iz erreicht, die Spannung entsprechend hoch- oder runterfahren kann.
@ user8585939 Der Punkt einer Zenerdiode ist, dass sie eine steile IV-Kurve hat. Das bedeutet, dass bei großen Stromänderungen die Spannungsänderung klein sein sollte. Bei jedem Strom zwischen 1 mA und 100 mA sollte die Spannung wahrscheinlich etwa 3 V bis 3,5 V betragen (unter der Annahme, dass kein Temperaturanstieg auftritt).
Der Ruhestrom eines kürzlich gesuchten LDO scheint beeindruckend; Bei einem LP2950 3v3 beträgt der "Overhead" -Strom selbst bei Lasten von 50 mA im Durchschnitt wahrscheinlich nur 1 mA, wenn die intermittierende Paketkommunikation berücksichtigt wird. Wenn beim Zener immer mindestens 50 mA aktiv sein müssen, um den geregelten Zenerabfall zu erreichen (und auch die Bereitstellung von nachgeschalteter Leistung zu ermöglichen, um die gewünschte Funktionalität zu erreichen), sieht es so aus, als könnte dies eine bis zu 50-fache Reduzierung der Verlustleistung bedeuten. Kneifen Sie mich, wenn das weit weg scheint.
LDO-Ruheströme werden routinemäßig in den 10ern und 1ern von uA liegen. Es ist durchaus glaubhaft, dass Ihr durchschnittlicher Strom 1 mA oder weniger betragen könnte, insbesondere beim Funk, wo Sie die meiste Zeit nicht senden.
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