Problema com diodo zener de alta potência

[Say]

Bom dia senhores,

 

estou com um problema bobo, porém não estou sabendo como proceder.

 

Eu projetei uma fonte de alimentação que vai atender a um aparelho em uma zona classificada como explosiva, por isso a mesma tem que ser básica e com redundâncias.

Ela é constituída por um trafo de 110 para 11 volts, retificador, capacitor, zeners de estabilização e fusível.

 

Meu problema estão nos zeners de estabilização.

 

Infelizmente tenho que usar zeners de alta potência (5W) por causa da norma. Estou usando 4 diodos Zeners 1N5333 em série, que deveriam regular para 13.2 V.

 

Pois bem, eles sempre estão conduzindo fora do ponto, daí a saída fica com a tensão de 10V.

 

Usando um fonte regulável, percebi que meus 1N5333 estão conduzindo com tensões  tipo 2.5~3.0 V, ou seja, eles não estão regulando para 3.3V.

 

Testando diodos comuns (de 1W), eles regulam certim.

 

Onde será meu problema?

Será que existe algum segredo para usar diodos de potência?

Olhando o datasheet do 1N5333 vi que o Vz dele é de 3.3V enquanto o deltaVz é de 0.85.

Será que o problema esta nesse deltaVz?

 

Estou achando que o problema pode ser no lote de diodos, mas não acho ele aqui em BH, daí fica ruim comprar de São Paulo e o problema ser outro.

 

Qualquer ajuda é muito, até mais!

[victhor393]

Se possível, use um regulador de CI. Zeners não funcionam muito bem como reguladores.

Seus zeners possuem tolerância de 5%, tem alguma coisa errada.

[Say]

Infelizmente utilizar um CI regulador vai ser mais trabalhoso que resolver este problema.

Como comentei, essa eletrônica vai ser utilizada em uma região com risco de explosão, a norma brasileira torna mais pratico o uso de diodo do que de reguladores.

[faller]

Por acaso não estás usando uma corrente de polarização muito baixa para esses diodos zener???

 

Eu usaria algo ai por perto dos 380 mA, como dito em seu datasheet (3,3V @ 380 mA)

 

 

Acertando isso dai deves ter seu problema resolvido

[Say]

Amigo,

 

ta estranho, eu uso 4 diodos em série para regular para 13.2, imediatamente antes dos diodos em série, possuo dois resistores de 5.6R, então:

 

I = 3.3/11.2 = 0.294A. (Cada diodo imprime uma queda de 3.3 V).

 

Aplicando 9 V, percebo que os diodos já começam a conduzir. Isso devia acontecer só quando a tensão passasse de 13.2 V.

Não sei, acho que o problema esta em outro canto...

Mais sugestões?

[faller]

Amigo,

 

ta estranho, eu uso 4 diodos em série para regular para 13.2, imediatamente antes dos diodos em série, possuo dois resistores de 5.6R, então:

 

I = 3.3/11.2 = 0.294A. (Cada diodo imprime uma queda de 3.3 V).

 

Aplicando 9 V, percebo que os diodos já começam a conduzir. Isso devia acontecer só quando a tensão passasse de 13.2 V.

Não sei, acho que o problema esta em outro canto...

Mais sugestões?

Não.!!!  Ele esta exatamente ai colega.. Para calcular a corrente de polarização dos diodos Zener o que deves fazer e subtrair a tensão de entrada da tensão zener e dividir essa tensão pelo valor do resistor de polarização.. Não tem uma tensão zener muito bem definida... Varia demais com a corrente circulante reversa.. Não são bons como Zener..

 

Qual, a tensão sobre os capacitores eletrolíticos, algo por volta de 15 Volts???

Então, fosse 15 Volts teríamos como resistor de polarização (15V - 13,2 )/ 0,38A R = 4,7 Ohms

Ao colocar esse resistor de 4,7 ohms verifique se a tensão sobra o capacitor se manteve em 15 Volts... Caso negativo recalcule com essa nova tensão..

 

A associação série de diodos zener conduzir com 9 Volts é absolutamente normal, é só verificar no datasheet dele. Olhe ai como os diodos zener de baixa tensão e alta potência (5 Watts) tem uma curva de tensão completamente variável com a corrente de polarização:

 

 

Use dois diodos zener de 6,8 Volts e serás muito mais feliz..

[Say]

Boa noite faller,

 

agradeço muito sua ajuda.

Entendi tudo o que você falou e amanhã após testar venho lhe trazer os resultados, de antemão lhe informo que acho sim muito interessante aumentar o valor do diodo. A curva do diodo de 6.8 realmente é muito melhor!

 

Só para reforçar o que você falou, no livro que usei esse semestre na faculdade, cita:

"Quando a corrente que passa pelo zener desvia de Izt, a tensão sobre ele também muda, embora ligeiramente" - 

 

Não.!!!  Ele esta exatamente ai colega.. Para calcular a corrente de polarização dos diodos Zener o que deves fazer e subtrair a tensão de entrada da tensão zener e dividir essa tensão pelo valor do resistor de polarização.. Não tem uma tensão zener muito bem definida... Varia demais com a corrente circulante reversa.. Não são bons como Zener..

 

Qual, a tensão sobre os capacitores eletrolíticos, algo por volta de 15 Volts???

Então, fosse 15 Volts teríamos como resistor de polarização (15V - 13,2 )/ 0,38A R = 4,7 Ohms

Ao colocar esse resistor de 4,7 ohms verifique se a tensão sobra o capacitor se manteve em 15 Volts... Caso negativo recalcule com essa nova tensão..

 

A associação série de diodos zener conduzir com 9 Volts é absolutamente normal, é só verificar no datasheet dele. Olhe ai como os diodos zener de baixa tensão e alta potência (5 Watts) tem uma curva de tensão completamente variável com a corrente de polarização:

 

 

Use dois diodos zener de 6,8 Volts e serás muito mais feliz..

 

Sedra/Smith pag 104.

 

Infelizmente errei por tentar usar o diodo em seu modo ideal, coisa que não ocorre na prática.

[faller]

Só para reforçar o que você falou, no livro que usei esse semestre na faculdade, cita:

"Quando a corrente que passa pelo zener desvia de Izt, a tensão sobre ele também muda, embora ligeiramente" - 

 

Afirmativa correta, na generalização, mas esse ligeiramente em zener com tensão zener em torno de 6 Volts fica por volta de 0,5 Volts de variação dessa tensão zener em função da corrente (cerca de 8%) enquanto em diodos Zener com Vz por volta de 3,3 Volts essa variação do Vz com a corrente pode ficar maior que 2 Volts que representa algo como 60% da tensão Vz... Considere isso no caso desse Zener de 5 Watts com Vz de 3,3 Volts... Ele não tem uma tensão Vz nada estável com a variação da corrente..

[rtek]

olá

 

para casos como este não precisa usar zener com mais de 1/2W.

 

veja que o zener é um regulador do tipo shunt, ele drena o que sobra!

 

eu costumo aumentar a potencia do zener com um transistor darlington, simples e eficaz.

 

considerando um TIP122,

 

coletor e catodo = +

base no anodo

emissor = -

 

para controlar com ajuste fino pode usar o TL431, muito empregado em fonte chaveada, tem 3 terminais, pode conduzir até 100mA e se usar em conjunto com um amplificador de corrente (transistor) pode obter o valor que desejar sem maiores problemas.

 

boa sorte!!!