Warum ist der Zenerstrom in einem Spannungsregler vorzugsweise höher als der Laststrom?

Eine solche Bedingung liegt nicht vor. Die einzige Einschränkung besteht darin, dass der Strom durch die Zenerdiode innerhalb des angegebenen Bereichs liegt, damit er am unteren Ende die gewünschte Spannung entwickelt und am oberen Ende nicht zu viel Leistung verbraucht. Solange diese Bedingung erfüllt ist, wird die Spannung geregelt.

Hinzugefügt:

Ich sehe aus den Kommentaren, dass es immer noch einige Verwirrung gibt. Machen wir ein Beispiel, das beweist, dass die angegebene Einschränkung nicht existiert. Angenommen, wir haben einen Zener, der über den Bereich von 1-20 mA nach Spezifikation regelt. Legen Sie weniger als 1 mA durch, und seine Spannung wird zu niedrig sein. Legen Sie mehr als 20 mA durch und es explodiert.

Stellen Sie sich nun vor, dass Rs so bemessen ist, dass die maximal 20 mA durch den Zener fließen, wenn keine Last vorhanden ist. Das bedeutet, dass durch Rs immer 20 mA fließen, solange die Spannung geregelt wird. Die Last kann daher irgendwo zwischen 0 und 19 mA ziehen, wobei die Spannung geregelt bleibt. Der Zenerstrom beträgt 20 mA minus Laststrom. Sie können sehen, dass es einen ziemlich großen Bereich gibt, in dem der Laststrom den Zenerstrom überschreiten kann, wobei 1 mA durch den Zener und 19 mA durch die Last der Extremfall sind.

Eine solche Anforderung besteht nicht, wenn jedoch die Möglichkeit besteht, dass die Last getrennt wird, sollten Sie einen Zener verwenden, der in der Lage ist, den vollen Laststrom zu verarbeiten.

Wenn die Last getrennt werden muss (entweder aufgrund eines Fehlers oder aufgrund des Abschaltens der Last im Rahmen des normalen Betriebs), muss der Zener den vollen Laststrom plus seinen normalen Betriebsstrom führen.

Was sie sagen wollten:

• Damit eine Zenerdiode auf den maximal benötigten Laststrom regeln kann, muss der Zenerstrom im unbelasteten Zustand mindestens gleich diesem maximalen Laststrom sein und ist idealerweise etwas größer.

Unter diesen Bedingungen ist Is für ein gegebenes Vin konstant

Länger:

Es ist wahrscheinlich, dass das "Problem" hier darin besteht, dass der angesprochene Punkt bei der Übersetzung leicht gelitten hat. So wie es aussieht, ist es nicht besonders aussagekräftig. Durch leichte Umformulierung kann die wahrscheinliche ursprüngliche (und richtige und nützliche) Bedeutung erreicht werden.

Wie angegeben:

In einem einfachen Zener-Spannungsregler ...

Warum sollte der durch die Zenerdiode fließende Strom (Zenerstrom) größer sein als der durch die Last fließende Strom (Laststrom)?

PS In meinen Schulnotizen wurde nur erwähnt, dass diese Bedingung für eine "gute Lastregelung" erforderlich ist

Was Sie verstehen sollen:

Jin Deardens Lob trifft es richtig, ist aber vielleicht nicht ganz klar. (Oder vielleicht ;-) ).

Annehmen, dass:

• Vin1 = Vin2 der Einfachheit halber. Das Variieren von Vin verändert die Ergebnisse. Der Grenzfall liegt vor, wenn Vin am minimalen Ende seines Bereichs liegt.

• Idealer Zener. Kein weiches Knie. Integrierte Shunt-Regler wie zB TL431 kommen dem nahe.

Im unbelasteten Fall fließt der gesamte Eingangsstrom im Zener, also Izu = Is.
Vout = Vzener. Dies ist die geregelte Spannung.
Is = Izener = Vrs / Rrs = (Vin - Vz)/Rs
Der Spannungsabfall in Rs reicht gerade aus, um die Spannung von Vin auf Vz zu senken.

Lastfall: Wenn der Strom in Rs erhöht würde, indem zB der Laststrom zum Zenerstrom addiert würde, würde die Ausgangsspannung unter Vz fallen. In diesem Fall würde der Zenere weniger Strom ziehen, bis Is wieder derselbe ist wie ohne Last. Bei einem idealen Zener sitzt der Zener auf der unendlich scharfen Kante zwischen leitend und nicht leitend. In der realen Welt, wenn die Last Strom aufnimmt und Vout abfällt, bewegt sich die Zenere entlang ihrer etwas abgerundeten VI-Kurve, bis wieder ein Gleichgewicht erreicht ist.

Wenn der Laststrom Irs unbelastet erreicht, wurde der gesamte Zenerstrom von der Last aufgenommen und die Regelgrenze erreicht.

Wenn die Last mehr Strom aufnimmt, als der Zener im unbelasteten Fall aufnahm, ist Irx x Rrs so groß, dass Vout unter die geregelte Spannung fällt.

Die Zenerdiode ist hier ein Spannungsregler. Sein Zweck in der Schaltung ist es, die Last effektiv zu schützen. Durch den Schutz der Last stellen Sie sicher, dass nicht zu viel Strom durch die Last fließt, da ein Überstrom sie beschädigen könnte. Da es durch einen Widerstand angenähert wird (oder es ist), kann man den durch ihn fließenden Strom begrenzen, indem man die Spannung auf einen bestimmten Bereich beschränkt. Die Zenerdiode tut dies; es hält die Spannungsdifferenz zwischen seinen Anschlüssen innerhalb eines bestimmten Bereichs. Dadurch wird die Spannung über der Last im gleichen Bereich gehalten und I = V / R bedeutet, dass der Strom auf einem geeigneten Niveau gehalten wird. Sobald die angelegte Spannung außerhalb dieses Bereichs liegt, lässt die Zenerdiode reichlich Strom durch, aber die Spannungsdifferenz liegt immer bei der Durchbruchspannung; eines der Extreme des zulässigen Bereichs. Auf diese Weise, es verhindert, dass der Spannungsabfall über der Last so groß wird, dass der durch sie fließende Strom schädlich wäre. Überschüssiger Strom fließt durch die Diode. In einer üblichen Spannungsregleranwendung liegt die Eingangsspannung normalerweise außerhalb der Durchbruchspannung der Diode. Somit wird der Strom über die Diode groß. Aus diesem Grund ist es besser, dass der Zenerstrom größer ist als der Laststrom, das bedeutet, dass die Lastspannung maximiert wird, während sie sich auf einem sicheren Stromniveau befindet.