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Características de los reguladores de voltaje con diodo zener
El diodo zener se puede utilizar para regular una fuente de voltaje. Este semiconductor se fabrica en una amplia variedad de voltajes ypotencias
Estos van desde menos de 2 voltios hasta varios cientos de voltios, y la potencia que pueden disipar va desde 0.25 watts hasta 50 watts o más.
La potencia que disipa un diodo zener essimplemente la multiplicación del voltaje para el que fue fabricado por la corriente que circula por él. Pz = Vz x Iz
Esto significa que la máxima corriente que puede atravesar un diodo zener es:
Iz =Pz/Vz.
Donde:
- Iz = Corriente que pasa por el diodo Zener
- Pz = Potencia del diodo zener (dato del fabricante)
- Vz = Voltaje del diodo zener (dato del fabricante)
Ejemplo: La corriente máximaque un diodo zener de 10 Voltios y 50 Watts, podrá aguantar será: Iz = Pz/Vz = 50/10 = 5 Amperios
Cálculo de resistor limitador Rs
El cálculo del resistor Rs está determinado por la corriente quepedirá la carga (lo que vamos a conectar a esta fuente de voltaje).
Ver esquema del regulador de voltaje con diodo zener, con el resistor Rs conectado entre Vin y el cátodo del zener
Este resistor sepuede calcular con la siguiente fórmula:
Rs = [Venmin - Vz]/1.1 x ILmáx
donde:
- Ven (min): es el valor mínimo del voltaje de entrada. (acordarse que es un voltaje no regulado y puede variar)
- IL(max): es el valor de la máxima corriente que pedirá la carga.
Una vez conocido Rs, se obtiene la potencia máxima del diodo zener, con ayuda de la siguiente fórmula:
PD = [[ Venmin-Vz ] / Rs-ILmin]x Vz
Ejemplo de un diseño de regulador de voltaje con zener
Una fuente de voltaje de 15 voltios debe alimentar una carga con 9 Voltios, que consume una corriente que varía entre 200 y 350 mA.(miliamperios). Se escoge un diodo zener de 9.1 voltios (muy cercano a 9 voltios y....
- Cálculo de Rs: Rs = (15-9.1) / (1.1x0.35) = 15 ohms
- Cálculo de la potencia del diodo zener: PD = [(15 - 9.1) /...