Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Z-Diode und Spannungsteiler


von Toni (Gast)


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Hallo Experten,
in meiner Ausbildung hab ich mit Z-Dioden gearbeitet und die Schaltungen 
dimensioniert. Also wie üblich Iz max und 10% und so den Vorwiderstand 
berechnet. Dabei konnte man ja auch immer von einer Zenerspannung 
ausgehen. Im Studium gehen wir jetzt aber auch den anderen Weg.
Letzens sollten wir eine Schaltung aus einer Spannungsquelle mit 18V, 
einem Vorwiderstand von 1000 Ohm in Reihe zu einer 3,9V ZDiode, die 
parallel zu einer 270 Ohm Lastwiderstand liegt. Gemessen haben wir an 
der Last eine Spannung von 2,8V. Aus dem Diagramm der Z-Diode ergibt 
sich ein Widerstand von 587 Ohm (560 +27), statisch und differenziell. 
Das Verhältnis zwischen Vorwiderstand und Diode parallel zur Last deckt 
sich also. Jetzt zu meiner Frage:
Angenommen ich berechne die Schaltung nach altem Muster, dann hab ich 
einen Imax von 18mA, jedoch will die Last von 270 Ohm ja 14mA, somit 
bleiben 4mA für die Diode, was aber unterhalb der 10% liegt. Wie kann 
ich jetzt mit alt hergebrachter Methode das trotzdem berechnen? Es geht 
nicht weils nicht im richtigen Bereich ist?, was mach ich, wenn ich 
keine genaue Kennlinie habe und trotzdem die Spannung berechnen muss?

Kleiner Nachtrag: Angenommen, ich ersetze die Last durch einen 500 Ohm 
Widerstand, so hab ich ja ohne Diode 18* 500 / 1500 = 6V. Wie kann es 
sein dass ich mit der ZDiode parallel zur Last immernoch 6V am Ausgang 
hab?
Lg Toni

von stefan us (Gast)


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Addiere den Laststrom zum gewünschten Strom durch die Z-Diode. Lege dann 
de Vorwiderstand so aus, dass dieser Strom fließt.

10% ist mir zu einfach. Du solltest in Datenblatt der Diode schauen, bei 
welchem Strom sie die gewünschte Spannung liefert.

Da der Laststrom (vermutlich) nicht konstant ist, solltest der Strom 
durch die Diode erheblich größer sein, als der Laststrom. Dann bewirkt 
eine Änderung der Last weniger Spannungsänderung.

Ich mache das z.B. bei Electret Mikrofonen so. Da erzeuge ich mittel 
Z-Diode stabile 2,7V aus 5V bei einem Strom von ca 5mA. Das Mikrofon 
(die Last) nimmt weniger als 1mA auf.

von Toni (Gast)


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des mit den 10% war ja nur so ein Richtwert. Klar gabs da immer Reserve, 
natürlich nicht soviel dass die diode bei Rlast -> unendlich kaputt 
geht.
Ich verstehs immernocj nicht ganz
Uq = 18v R1 = 1000 Ohm in Reihe mit R2 = 500 Ohm. --> UR2 = 6V
Wieso hab ich, wenn ich jetzt eine ZDiode  parallel zum R2 schalte, 
immernocj 6V am Ausgang?

von Udo S. (urschmitt)


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Toni schrieb:
> Wieso hab ich, wenn ich jetzt eine ZDiode  parallel zum R2 schalte,
> immernocj 6V am Ausgang?

Was für eine Z Diode? Wenn du eine 9V Z Diode parallel (und in 
Sperrichtung) schaltest hast du noch 6V weil kein (nennenswerter) Strom 
durch die Z Diode fliesst, schaltest du eine 4,7V Z Diode parallel dann 
sollten es etwa 4,7V sein.
Stichwort: Parallelregler

von stefan us (Gast)


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> Uq = 18v R1 = 1000 Ohm in Reihe mit R2 = 500 Ohm. --> UR2 = 6V

Ohne Schaltplan ist das nicht sehr hilfreich.

von Udo S. (urschmitt)


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stefan us schrieb:
>> Uq = 18v R1 = 1000 Ohm in Reihe mit R2 = 500 Ohm. --> UR2 = 6V
>
> Ohne Schaltplan ist das nicht sehr hilfreich.

NA ja in diesem Fall verzichtbar

 18V 0--
       |
       |
       R1
       |
       |
     - +
    |  |
    D  R2
    |  |
    |  |
    -  -

: Bearbeitet durch User
von Sparfuchs (Gast)


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Toni schrieb:
> Ich verstehs immernocj nicht ganz
> Uq = 18v R1 = 1000 Ohm in Reihe mit R2 = 500 Ohm. --> UR2 = 6V
> Wieso hab ich, wenn ich jetzt eine ZDiode  parallel zum R2 schalte,
> immernocj 6V am Ausgang?

Weil deine 3,9V Z-Diode kaputt ist.

Toni schrieb:
> Aus dem Diagramm der Z-Diode ergibt
> sich ein Widerstand von 587 Ohm (560 +27), statisch und differenziell.
> Das Verhältnis zwischen Vorwiderstand und Diode parallel zur Last deckt
> sich also. Jetzt zu meiner Frage:

Ein diff Widerstand von 587 Ohm im steilen
Bereich der Z-Diode??? Das glaubst du doch
nicht wirklich?

Nun zu den 10%

Iz_min sollten ca. 10% von Iz_max sein.
Mit Iz_max = Pz / Uz

Da du die maximale Verlustleistung an der
Z-Diode nicht genannt hast, weiß ich gar nicht wie
du auf Iz_min gekommen bist.

Pz typisch 0,5W oder 1,3W

von Toni (Gast)


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danke für den Schaltplan, vom Handy aus geht des immer sehr schwer.

Das Grundproblem ist, dass ich den Typ der ZDiode nicht kenne, ich 
schätz, dass es eine 1W Diode war. Die Aufgabe war die Diodenkennlinie 
aufzunehmen und dann anhand der Kennlinie und anderer eingezeichneter 
Kennlinien bestimmte Arbeitspunkte zu konstruieren.
In einem Fall betrug die Quellenspannung 18V, der Vorwiderstand 1k und 
die Last 270 Ohm. Das hat dann einen Arbeitspunkt von 2,8V bei Iges = 
15.1mA ergeben. Somit fliesen durch die Diode in etwa 5mA. Laut Diagramm 
beträgt der statische Widerstand 560 Ohm, der dynamische 27 Ohm, da es 
noch mitten im Knick ist. Also kann ich ja die Spannung ausrechnen, in 
dem ich den Widerstand der Diode parallel zur Last nehme. Dann kommen 
auch die 2,8V raus

Fall 2: Hypothetisch
Ich erhöhe die Last auf 540 Ohm, dann verschiebt sich ja die Position 
auf der Duodenkennlinie, also hab ich ohne den neuen Widerstand der 
Diode keine Möglichkeit den Arbeitspunkt zu berechnen?

Fall 3:

Ich jab zuerst 2 Widerstande, aber immernoch 18V. R1 = 1k , R2 = 500 
Ohm.
Die Spannung am R2 beträgt 6V.
Jetzt wird die 3,9V Z Diode parallel geschalten, ich krieg aber keine 
3,9V, weil der Diodenstrom nicht reicht?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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stefan us schrieb:
> 10% ist mir zu einfach. Du solltest in Datenblatt der Diode schauen, bei
> welchem Strom sie die gewünschte Spannung liefert.
Und dir dann bewusst machen, dass dieses eine Bild nur für 1 Diode gilt. 
Andere Dioden des gleichn Typs können eine ganz andere (wenn auch 
ähnliche) KL haben...

von MZ (Gast)


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@To

naja, theoretisch hast recht
aber nur theoretisch

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