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    • Gabriel Torres

      Seja um moderador do Clube do Hardware!   12-02-2016

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igorcrixa

Problema com diodo zener

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Olá,

 

No circuito da foto (uma redução por Thevenin de uma fonte de tensão) eu coloquei um zener de 12V. A fonte de tensão tem 15V.

Reparei que com resistências baixas em paralelo com o zener a tensão na carga não fica em 12V!!! Por que isso acontece? O zener não deveria tomar para ele sempre 12V, pois no caso a fonte de tensão é maior que 12V?

 

Fiz o mesmo com diodos de silício diretamente polarizados. Coloquei resistências baixas e altas e sempre dava a mesma queda de tensão ou muito próximas.

 

 

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Usando Thevenin no seu circuito, tem o desenvolvimento do anexo.

Provavelmente a tensão da fonte equivalente não alcança Vz, condição do zener limitar a tensão em Vz.

MOR_AL

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Nao tem problema no zener, o unico problema que tem ai é o de concepçao.

voce esta alimentando uma carga de 24ohm com uma resistencia de 120 ohm em serie, é obvio que a tensão vai despencar :D :D

Vout = Vin / (1 + R4 / R5)

Faca essa conta pra voce ver se nao da os 2.5V, igual no simulador :D

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@igorcrixa,

 

O diodo Zener trabalha bem diferente dos diodos comuns.

 

Primeiro, ele trabalha REVERSAMENTE POLARIZADO.

 

Segundo, a tensão sobre ele tem de atingir a tensão Zener espeçificada, senão ele não conduz nada, sendo a mesma coisa que não ter nada colocado lá ... e é por isso que o seu circuito está apresentando essa baixa tensão na carga.

 

Terceiro,  existe uma corrente mínima, a qual voce tem de deixar fluir por ele, para que ele mantenha a tensão espeçificada pelo fabricante. E a potência espeçificada nele ( pode ser de 400 miliwats, 1 Watt, etc, depende qual você comprou ... )  determina a corrente máxima que pode passar por ele, sem danificar ... A conta é simples : divida a potência do Zener pela tensão Zener, e voce terá a corrente máxima que pode atravessar.

 

Justamente por causa desse último item, esse tipo de circuito que voce está usando só pode ser usado quando a sua carga consome menos corrente do que essa corrente máxima do diodo Zener !

 

Existem circuitos muito melhores do que esse, que usam um transistor em série com a carga, e a tensão na base do transistor é que é estabilizada pelo diodo Zener.

 

Procure na Internet.

 

Paulo

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Insisto, tira o R4 em paralelo com a fonte e coloca em série.

Aí veja o resultado. Vai ter o valor do ZENER D7.

Editado por _xyko_

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Olá,

 

No circuito da foto (uma redução por Thevenin de uma fonte de tensão) eu coloquei um zener de 12V. A fonte de tensão tem 15V.

Reparei que com resistências baixas em paralelo com o zener a tensão na carga não fica em 12V!!! Por que isso acontece? O zener não deveria tomar para ele sempre 12V, pois no caso a fonte de tensão é maior que 12V?

 

Fiz o mesmo com diodos de silício diretamente polarizados. Coloquei resistências baixas e altas e sempre dava a mesma queda de tensão ou muito próximas.

 

 

circ.png?1434758412

 

 

Seu equivoco é conceitual ai..

Note que muito antes de você fazer um regulador com zener você estabeleceu um divisor de tensão com um resistor de 120 ohms e um resistor de 24 ohms..

A tensão sobre o resistor de 24 ohms será definida por V24ohms = 15 Volts x 24 / (120 + 24) = 360 / 144 = 2,5 Volts, tenha você zener de 12 Volts ou não. Se tirares o zener de 12 Volts nada mudará..

Veja que em cada resistor a lei de ohm se verifica.

Sobre o resistor de 120 Ohms ficarão 15-2,5 = 12,5 Volts e a corrente lá será de 12.5/120 = 0,104167 Amperes

No resistor de 24 ohms ficará 2,5/24 = 0,104167 Amperes, mostrando que está tudo em equilíbrio..

Para fazer um regulador com diodo zener, no modo como desenhastes ai, tem de escolher os valores dos componentes de acordo.  Olhando para sua figura, procure definir:

 

1) Corrente sobre a carga: Imaginemos que sua carga seja esses 24 Ohms dai.. Desse modo, se tiveres de ter 12 Volts sobre esse resistor de 24 ohms a corrente que passará por ele será de 12V/24Ohms = 0,5 Amperes

 

2) Dimensionando o resistor de entrada: No limite o resistor de entrada terá de garantir uma queda de tensão de 3 Volts (15V-12V) e também poder oferecer 0,5Amperes. Resistor de entrada = 3V/0,5A  = 6 Ohms..

Tente fazer agora com 6 ohms em vez de 240 Ohms na entrada e verás como a coisa funciona. Use como resistor de entrada 6 ohms e 24 Ohms como carga e estarás no limite do equilíbrio e ficaria com 12V na saída sem que houvesse zener mesmo..

 

3) Garantia de entrar na zona de operação zener sempre : Para garantir que o zener jamais sairá de sua zona de tensão zener é melhor aumentar um pouco a corrente de entrada, fazendo o resistor de entrada pouco menor, digamos de 5 ohms.

 

4) Calculando a potência do zener: O pior caso para potência zener será quando o resistor de carga inexista.. Seja um circuito aberto..  Nessa hora a corrente que passará pelo zener será (15-12)/5 = 3/5 = 0,6A e a potência zener será 0,6A x 12V = 7,2 Watts que demandaria um zener de 10 Watts para aguentar...

 

Esse tipo de circuito beira o inviável comercialmente falando, sendo melhor adotar como já foi dito, uma solução zener + transistor, com o zener atuando na base desse transistor..

 

Essa solução é válida para valores de carga menos pesada, com resistor de carga maiores que aquele de 24 ohms que demanda, em 12 Volts, elevada corrente... (0,5 Amperes)

 

Esse tipo de circuito por ti mostrado, com resistor de carga muito baixo, vai inviabilizar a adoção da topologia sugerida. Me pergunto se 24 ohms é mesmo o valor da carga ou simplesmente colocaste ele ali por colocar????

 

Se nesse seu circuito tivesses colocado lá na saída um resistor de valor de 1000 Ohms (por exemplo), em vez de 24 ohms, a coisa operaria numa boa, mesmo com o resistor de 120 ohms na entrada, podendo fornecer correntes de saída da ordem de 20 mA...

 

Desculpa o alongado da explanação... Dúvidas pergunte..

Editado por faller

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