Was ist die Funktion der Zenerdiode in der Abb. und die Verlustleistung im Zener im Leerlaufzustand?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn die Versorgung maximal 20 mA bei 9 V erzeugt, wie hoch ist der Wert von Rz? Wie können wir hier einen NPN-Transistor anstelle einer Diode verwenden, um die Stromfähigkeit zu verbessern?

Antwort: Nach meinem Verständnis handelt es sich um einen Abwärtstransformator, und der Ausgang der Schaltung sollte 9 V DC betragen. Die Zenerdiode übernimmt die Funktion des Spannungsreglers und liefert ausgangsseitig konstante 9 V. Verlustleistung bei Zener, P = VI = 9 * 20 mA = 0,18 W Um den Wert von RZ zu ermitteln, fließen im Leerlauf alle 20 mA Strom durch die 9-V-Zenerdiode 12,5 V - 9 V / Rz = 20 mA, daher Rz = 175 Ohm

Stecken Sie mit dem zweiten Teil fest, in dem die Schaltung den gleichen Vorgang mit einem NPN-Transistor ausführen könnte, und brauchen Sie Hilfe. Danke

Ich kenne keine praktische Möglichkeit, einen NPN-Transistor anstelle eines Zeners zu verwenden, aber Sie könnten beide zusammen verwenden. Sie könnten einen NPN-Transistor als ~ 9-V-Zener verwenden, dies würde jedoch die Stromfähigkeit nicht verbessern.
Okay. Danke. und erscheint Ihnen für den ersten Teil mein Verständnis der Schaltung und der entsprechenden Berechnung richtig? Ich bin mir nicht sicher
Ja, es sieht richtig aus, für die vereinfachten Bedingungen wie beschrieben. Achten Sie darauf, wie Sie schreiben (12,5 V-9 V)/Rz.

Antworten (1)

Die Annahme von 12,5 VDC nach der Diode ist falsch.

Wenn Sie einen 12-V-Transformator hätten, der dem Nenn-Vac-Effektivwert bei seiner Nennlast bei tbd VA entspricht, würden Sie keine 12,5 V erhalten. Es ist etwas < 10 Vac.rms Eingang, aber darum geht es mir nicht.

Es ist unwahrscheinlich, dass Ihr Transformator für 20 mA bei 12 V oder 0,24 VA ausgelegt ist, daher müssen die Ausgangsspannung Vac und VA angegeben werden. Normalerweise sind die Transformatorverluste typ. 10 %, so dass die Leerlaufspannung immer um diesen Betrag höher ist.

Die 3. Fehlerquelle ergibt sich aus voller Nennlast mit hoher Blindlast bei schlechtem Leistungsfaktor. Dies führt zu höheren Spitzenströmen und quadratischen Verlusten, wodurch die Temperatur ansteigt, sodass die VA-Nennleistung bei 85 °C um etwa 30 % reduziert werden muss.

Daher ist Ihre Annahme von 12,5 V falsch, daher wird Ihre Schlussfolgerung Fehler enthalten. (nicht riesig, aber irreführend, wenn Sie die falschen sekundären Vrms berechnen)

Schließlich haben Zener eine hohe Spannungswelligkeit mit AC-Laststrom aufgrund der Eingangswelligkeitsspannung Vacpp in den Zener-Schwellenwiderstand Zzt und den Kniewiderstand Zzk. Dies muss in Ihrem Design für Vmin und Vmax zusätzlich zu Pd und Trise angegeben werden.

Ja, es gibt bessere Möglichkeiten, die Welligkeit zu regulieren und zu reduzieren oder den Temperaturanstieg zu reduzieren, aber eine lineare Halbwelle ist nicht der beste Weg, um eine 20-mA-Last mit Strom zu versorgen.

Abschließende Ratschläge.

Versuchen Sie, die Quelle besser anzugeben und dann die Lastspezifikationen für Welligkeit, Vmin, Vmax, Vdc, da die Welligkeit nicht symmetrisch ist. Auch die Komponententemperatur, T_rise, ist am besten, 50% der maximalen Nennleistung zu wählen, da Pmax oft bei 125 ° C Gehäusetemperatur oder 100 ° C Anstieg bewertet wird.

Ich glaube nicht, dass die Frage besagt, dass eine 12-Volt-Sekundärseite verwendet wird.
@Andy Vielleicht ist das Problem umso offensichtlicher, dass es KEINE sekundäre Vac angibt und der Gleichrichter die Effektivspannung je nach Lastfaktor um 30 bis 40% erhöht, wodurch geringfügige Fehler zur Berechnung der optimalen Serie R hinzugefügt werden. Es ist auch ein Berechnungsfehler basierend auf konstantem Strom im Zener, da der Strom nicht sinusförmig ist, sodass der RMS-Wärmeverlust nicht linear ist. Ich sollte diesen unnötigen Punkt weglassen. Die gewünschte Methode ist sekundäres Vac @ Ic und Vout Max/min, um sowohl den Mittelwert als auch die Welligkeit zu erhalten. Geben Sie dann die Last und eventuelle Laständerungen an.
Aber dann ist das wahrscheinlich nicht seine Schuld, sondern der Autor der Frage.
Was ist die Funktion der Zenerdiode in der Abb. und die Verlustleistung im Zener im Leerlaufzustand?
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