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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Power Z-Diode


Autor: John (Gast)
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Hallo zusammen,

ich möchte eine Spannung nach oben hin begrenzen (auf 30V DC). D.h. in 
manchen Anwedungsfällen könnte die Ausgangsspannung max. ca. 10V zu hoch 
sein. Das Problem ist es fließt ein hoher Ausgangsstrom von max. 5A.

ich hatte mir überlegt dies über eine Power Z-Diode zu realisieren 
(siehe Anhang) da es eine relativ günstige Schaltung werden soll. Das 
einige Watts verbraten werden ist mir auch klar, aber ich kann das 
schwer einschätzen ob das realistisch ist.

Also die zu toleriende Ausgangsspannung ist 19-32V DC. Aus der davor 
geschalteten Schaltung könnten aber Spannungen bis 44V DC hervorgehen. 
Diese müsste quasi abgeschnitten werden. Hat einer einen anderen 
lösungsvorschlag? DC/DC Wandler?

Gruß und danke schonmal
john

: Verschoben durch Moderator
Autor: @remo (Gast)
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Das wird so nicht klappen.
Die entstehende Verlustleistung ist viel zu gross.

ERKLÄRUNG WARM NICHT:
Bei der Dimensionierung der Schaltung müsstest du vom worst-case 
ausgehen, sprich maximale Eingangsspannung und keiner Stromentnahme 
durch den Verbraucher
d.h im Längswiderstand musst du 44V -32V=12V verbraten.
Die Schaltung muss auf 5A ausgelegt werden.
Also musst du 5A x 12V = 60W in dem Längswiderstand verbraten, und das 
völlig unabhängig von der Stromentnahme durch den Verbraucher (das 
regelt dir ja die Z-Diode aus, d.h es fliessen immer  5A)
Die Z-Diode ist so zu dimensionieren, dass sie soviel Strom nach Masse 
abfliessen lässt, dass an dem Längswiderstand die nötige Spannung 
abfällt.
Wenn also kein Verbraucher angeschlossen ist, dann müssen über die 
Z-Diode 5A abfliessen. 32V x 5A = 160W
Damit kannst du im Winter gut das Bad heizen, das ist also keine Lösung.

ALTERNATIVEN:
Mit einer Längsregelung (low-drop-Regler) sieht die Geschichte zwar 
schon besser aus, da musst du aber schlimmstenfalls immer noch 60W 
verbraten.

Also nimm einen Buck-Converter, also einen Schaltregler. Das ist etwas 
einfacher als ein DC/DC Wandler, da keine galvanische Trennung zwischen 
Eingang und Ausgang nötig ist. Passende ICs mit und ohne integriertem 
Schalttransistor gibts wie Sand am Meer. Google einfach mal ein bischen 
oder such in ebay und du wirst fündig werden.

Viel Glück
Remo

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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@remo schrieb:
> Das wird so nicht klappen.

Nur klappt es damit im praktischen Aufbau tadellos.

>
> Die entstehende Verlustleistung ist viel zu gross.

2N3772 auf KK 1K/W und alles ist ok.

Begründung unnötig, da: Getesteter Serienaufbau aus 60 Exemplaren.

Autor: MaWin (Gast)
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Warum nicht einfach so:


+ ---+-----------+---
     |           |
     +--|<|--+--|<
        `    |   |E
            1k   |
             |   |
GND ---------+---+---


???

Wozu sollen die anderen Bauteile da sein,
wenn sowieso nicht mehr Spannung als die auf die
begrenzt werden soll anliegen kann und
sowieso nicht die Toleranz einer Z-Diode wichtig
ist und kompensiert werden soll ?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Weil das was Du da vereinfachst schlicht ein verpfuschtes Murksdesign 
ist.

Der Original Z-Dioden Vorschlag dagegen failsafe ist sofern man noch 
jeeinen Widerstand zur Basis des linken und rechten Transistors 
spendiert.

Deshalb: die zu recht aufwendiger gestaltete Variante des TO nutzen.

Autor: John (Gast)
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Hallo,

danke schonmal für die antworten. d.h. es gibt auch mit den hohen 
leistungen kein problem.

dann werde ich mal versuchen die abgebildete schaltung passend zu 
dimensionieren und teste mal. wenn ich das hinter einem gleichrichter 
einbaue und als eine art netzteil zusammenfasse müsste das so passen.

als alternative teste ich auch mal eine abwärtswandler.




gruß
john

Autor: MaWin (Gast)
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Mehr Bauteile heisst weniger failsave,
auch insofern ist der einfachere Vorschlag der bessere.

Er funktioniert mit NPN, Darlington oder MOSFET.

Autor: John (Gast)
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Ok vielen Dank!

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