Regulador limitador de corriente simple

Actualmente me estoy preparando para un examen de Ingeniería de Sistemas Electrónicos y estoy revisando las preguntas anteriores.

Necesito ayuda con algunas preguntas sobre el siguiente regulador limitado actual. ingrese la descripción de la imagen aquíLas preguntas:

  1. Encuentre el voltaje zener de Dz si la salida regulada requerida es de 12V.
  2. Calcule el valor de R para una operación segura si el voltaje de entrada es de 15 V y la potencia nominal de Dz es de 0,5 W.

Mis respuestas:ingrese la descripción de la imagen aquí

Mis preguntas para ti:

  1. ¿He abordado correctamente la primera pregunta? ¿Puedes confirmar mi respuesta?
  2. En la segunda pregunta: ¿qué es una corriente “segura” para el zener? Por supuesto, debe ser menor que la corriente máxima encontrada a partir de su potencia nominal. ¿Pero cuánto menos? (Simplemente asumí al azar 30mA)
En la primera pregunta, asumiría que no hay corriente de carga, por lo que no hay caída en Rd. En el segundo, conoce el voltaje zener y la potencia máxima, P = IV le da la corriente máxima. Luego tome 15V-Vz para obtener el voltaje a través de la resistencia... ya conoce el voltaje y la corriente, R=E/I.
Agregaría al comentario de Cristóbal; suponga una corriente de base insignificante en Q1 al calcular la resistencia.
Para una pregunta de examen, sugeriría usar el valor de resistencia mínimo de la disipación zener indicada y agregar una nota sobre un diseño real usando un valor más alto. Su respuesta es mejor en realidad, por supuesto, especialmente si considera el efecto de las tolerancias del voltaje de entrada y el voltaje zener. Con una caída de 2 V, un error del 5 % en cada uno podría generar un aumento del 62 % en la disipación Zener, por lo que una disipación nominal de 300 mW generaría el peor de los casos de ~500 mW (sin contar la tolerancia de la resistencia). Pero no pierdas el tiempo con este tipo de cosas durante un examen.
@SpehroPefhany la R mínima para 5W en Zener significa que el limitador de corriente quema la R, que se preocupa por proteger el Zener. ¡Que usa menos que la R en el modo de límite actual! No prudente. Con una ganancia de corriente de 100 usando una relación de 50 significa que la pérdida de R es solo un 2 % más en el modo de límite de corriente o usando una relación de 30 3,3 % de energía desperdiciada.

Respuestas (1)

La pregunta más importante es qué tolerancia V y potencia máxima se utilizan.

  • la potencia nominal de R necesaria para una salida de cortocircuito.

  • Esto limitará su potencia de salida en Q1 con cct corto.

  • La potencia Zener es un problema menor y puede funcionar a la mitad de potencia.

  • hFE también es un problema mayor para la relación max Rbias / load R. entonces 250 es mucho mejor que 100

La mayor parte de la potencia se disipa en el transistor, luego R (en cortocircuito) y luego Zener (sin carga)

Suponga que la corriente máxima de salida de cct corto es de 1 A y luego qué valor R = 1/4 W para una parte de 1/2 W.

  • (1) elija R cerca del voltaje nominal de Zener para 5 mA o un poco más para mayor precisión (¡no como se solicitó para el límite de seguridad!)
  • (2) Utilice Re = 0,55 V / I nominal (NO 0,7 V) ya que la corriente base de corte es baja. Iout/hfe^2

A continuación, el primer ejemplo es malo durante un cortocircuito y quemará 1/4W con 2.3W

  • El segundo ejemplo no. utilizando una corriente de polarización Zener cercana a 5 mA.

  • usando cerca de 5mA de corriente nominal típica de la hoja de datos para voltaje Zener de 13V.ingrese la descripción de la imagen aquí

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