Einfacher Strombegrenzungsregler

Ich bereite mich gerade auf eine Prüfung in Electronic Systems Engineering vor und gehe alte Papierfragen durch.

Ich benötige Hilfe bei ein paar Fragen zu folgendem Strombegrenzungsregler. Geben Sie hier die Bildbeschreibung einDie Fragen:

  1. Ermitteln Sie die Zenerspannung von Dz, wenn der erforderliche geregelte Ausgang 12 V beträgt.
  2. Berechnen Sie den Wert von R für einen sicheren Betrieb, wenn die Eingangsspannung 15 V und die Nennleistung von Dz 0,5 W beträgt.

Meine Antworten:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Meine Fragen an Sie:

  1. Habe ich die erste Frage richtig angegangen? Können Sie bitte meine Antwort bestätigen?
  2. Zur zweiten Frage: Was ist ein „sicherer“ Strom für den Zener? Natürlich sollte er kleiner sein als der maximale Strom, der sich aus seiner Nennleistung ergibt. Aber wie viel weniger? (Ich habe nur zufällig 30mA angenommen)
Bei der ersten Frage würde ich keinen Laststrom annehmen, also keinen Abfall über Rd. Auf der zweiten kennen Sie die Zenerspannung und die maximale Leistung, P = IV gibt Ihnen den maximalen Strom. Nehmen Sie dann 15 V-Vz, um die Spannung über dem Widerstand zu erhalten ... Sie kennen die Spannung und den Strom, R = E / I.
Ich würde Cristobals Kommentar hinzufügen; Gehen Sie bei der Berechnung des Widerstands von einem vernachlässigbaren Basisstrom in Q1 aus.
Für eine Prüfungsfrage würde ich vorschlagen, den minimalen Widerstandswert aus der angegebenen Zener-Verlustleistung zu verwenden und eine Notiz über ein echtes Design mit einem höheren Wert hinzuzufügen. Ihre Antwort ist in der Realität natürlich besser, insbesondere wenn Sie die Auswirkung von Toleranzen der Eingangsspannung und der Zenerspannung berücksichtigen. Bei einem Abfall von 2 V könnte ein Fehler von jeweils 5 % zu einem Anstieg der Zener-Verlustleistung um 62 % führen, sodass eine nominelle Verlustleistung von 300 mW im schlimmsten Fall zu ~ 500 mW führen würde (Widerstandstoleranz nicht mitgezählt). Aber verschwenden Sie während einer Prüfung keine Zeit mit solchen Dingen.
@SpehroPefhany Das Minimum R für 5 W in Zener bedeutet, dass der Strombegrenzer das R verbrennt, das sich um den Schutz des Zener kümmert. Was im Strombegrenzungsmodus weniger als das R verbraucht !! Nicht umsichtig. Bei einer Stromverstärkung von 100 bei einem Verhältnis von 50 bedeutet der R-Verlust nur 2 % mehr im Strombegrenzungsmodus oder bei einem Verhältnis von 30 3,3 % verschwendete Leistung.

Antworten (1)

Die größere Frage ist, welche V-Toleranz und maximale Leistung verwendet werden.

  • die Nennleistung von R, die für einen Kurzschlussausgang benötigt wird.

  • Dadurch wird Ihre Ausgangsleistung auf Q1 mit kurzem cct begrenzt.

  • Zenerleistung ist ein kleineres Problem und kann mit halber Leistung betrieben werden.

  • hFE ist auch ein größeres Problem für das maximale Rbias / Last-R-Verhältnis. Also 250 ist viel besser als 100

Der größte Teil der Leistung wird im Transistor abgeführt, dann R (kurzgeschlossen) und dann Zener (ohne Last)

Nehmen Sie an, dass der maximale Strom des kurzen CCT-Ausgangs 1 A beträgt, dann ist der R-Wert = 1/4 W für einen 1/2 W-Teil.

  • (1) Wählen Sie R in der Nähe der Zener-Nennspannung für 5 mA oder etwas mehr für die Genauigkeit (nicht wie nach einer sicheren Grenze gefragt !!)
  • (2) Verwenden Sie Re = 0,55 V / I nennwert (NICHT 0,7 V), da der Abschaltbasisstrom niedrig ist. Iout/hfe^2

Das untere 1. Beispiel ist während eines Kurzschlusses schlecht und brennt 1/4 W mit 2,3 W

  • 2. Beispiel nicht. durch Verwendung eines Zener-Vorspannungsstroms von nahezu 5 mA.

  • unter Verwendung von nahezu 5 mA Typ-Datenblatt-Nennstrom für eine Zenerspannung von 13 V.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

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