Ich schalte mehrere Z-Dioden zu einer Kette um eine höhere Spannung zu erreichen. Zu den einzelnen Z-Dioden ist die statistische Verteilung bekannt. Ich würde erwarten, dass bei einer Reihenschaltung die Streuung der Gesamtspannung kleiner sein sollte als die die Streuung der Einzelspannungen. Kennt jemand eine Stelle wo die statistischen Grundlagen dazu erklärt werden ? Andreas
Bei N Dioden vom gleichen Fertigungszeitpunkt könnte das mit der Statistik anders ausfallen als von einer zufälligen Streuung zu erwarten wäre.
Andreas R. schrieb: > Kennt jemand eine Stelle wo die statistischen Grundlagen dazu erklärt > werden ? Leider gibt es zu Bauelementtoleranzen selten Angaben zur statistischen Verteilung. Wenn man von einer statistischen Unabhängigkeit der Ablagen ausgehen darf, dann ist die Standardabweichung der Gesamtablage die Wurzel aus der Summe der Quadrate der einzelnen Standardabweichungen. Also: bei zwei Elementen (z.B. Widerstand 1k) in Reihe mit gleichem Sigma ergibt es die 0,7fache Standardabweichung im Vergleich zur Verwendung nur eines Elements (z.B. einen R mit 2k). Trotzdem ist das zu beachten: A. K. schrieb: > Bei N Dioden vom gleichen Fertigungszeitpunkt könnte das mit der > Statistik anders ausfallen als von einer zufälligen Streuung zu erwarten > wäre. Außerdem: wenn beide Elemente miteinander auf einer Platine sind, dann erfahren sie auch weitgehend die selben thermischen und Umweltbelastungen, die dann häufig zu einer gleichartigen Abweichung führen.
Es sollte Sigma mit Wurzen(N) der Anzahl an Dioden N sein - systematische Fehler ausgenommen.
Andreas R. schrieb: > Ich schalte mehrere Z-Dioden zu einer Kette um eine höhere Spannung zu > erreichen. Zu den einzelnen Z-Dioden ist die statistische Verteilung > bekannt. Das dürfte zu bezweifeln sein, das gibt sicher keine statistisch behandelbare Verteilung. Weil die Zahl der Elemnete zu gering ist und da immer mehrere Dioden der Kette aus einem gemeinsamen Fertigungslos stammen, gibts eine systematische und keine statistische Streuung. Man kann hier nur eine worst-case-Betrachtung machen: alle Dioden aus einem (schlechtesten) Los stammend..
com schrieb: > Es sollte Sigma mit Wurzen(N) der Anzahl an Dioden N sein - > systematische Fehler ausgenommen. Und genau diese systematischen Fehler werden vorliegen, mindestens wenn die Dioden aus einer Charge stammen und Abweichungen von der Nennspannung durch die Betriebsparameter begründet sind.
Eine Z-Diode ist an sich sowas von ungenau wie Daumen X Fensterkreuz. Auch durch Reihenschaltung wird das nicht genauer. Welche Spannung und Strom soll da sein? Beim Strom gibt es welche mit 10A und der Spannung mit 200V.
http://de.wikipedia.org/wiki/Zentraler_Grenzwertsatz sollte die Sache ganz gut beschreiben. Egal welche Verteilung einzelne Teilsysteme haben, die Summe nähert sich immer der Gaußschen Glockenverteilung.
Danke für eure Antworten, es handelt sich dabei um ZY150 (alias BZX85C..), bei 7 Stück in Reihe ergibt das ca. 1kV, der Strom ist 100uA, die gewünschte Toleranz ist +/-2.5% bei Raumtemperatur ich hab noch eine weitere gute Beschreibung gefunden: http://matheguru.com/stochastik/31-normalverteilung.html Gruss, Andreas
Abdul K. schrieb: > sollte die Sache ganz gut beschreiben. Egal welche Verteilung einzelne > Teilsysteme haben, die Summe nähert sich immer der Gaußschen > Glockenverteilung. Ja, aber der Scheitelpunkt ist sicher sehr variabel. Andreas R. schrieb: > die gewünschte Toleranz ist +/-2.5% bei Raumtemperatur Was willst du da genau haben? Die Spannung oder die Temperaturdrift?
Michael_ schrieb: > Was willst du da genau haben? > Die Spannung oder die Temperaturdrift? Es geht in erster Linie um die Genauigkeit der Spannung, die Temperaturdrift ist bei den 2.5% Toleranz bei Raumtemperatur schon berücksichtigt. Die Gesamt-Toleranz inklusive Temperaturdrift liegt bei ca. 7%.
Andreas R. schrieb: > bei 7 Stück in Reihe ergibt das ca. 1kV Das sind zuwenige um sich ernsthaft mit Statistik zu beschäftigen, mit 100 St a 10 V kämst du der Sache schon näher, aber ohne Garantie. Ich mache das seit Jahrzehnten so, dass ich mir eine Rolle kaufe und mir die geeigneten selbst rausmesse, da waren meistens so ein Viertel etwa geeignet. Ist trotzdem das billigste Verfahren. Georg
Michael_ schrieb: > Eine Z-Diode ist an sich sowas von ungenau wie Daumen X Fensterkreuz. So viel dummes Zeug in einem Satz gab es ja lange nicht. Vor ca. 30-40 Jahren erzeugten die besten Messgeräte von HP oder Tek genau mit solchen Bauteilen die Uref über Jahre stabil.
Uz schrieb: > vor ca. 30-40 Jahren erzeugten die besten Messgeräte von HP oder Tek > genau mit solchen Bauteilen die Uref über Jahre stabil. Das waren aber sog. Referenzdioden mit Nennspannung um 6,xx V, eine Zusammenschaltung von Z-Diode und einer normalen Si-Diode (Reihe 1N825..1N827?) Der Preis war auch anders als bei Feld-Wald-Wiesen Z-Dioden.
Ja, aber das tut nichts zur Sache, stimme Uz zu. Anstatt 2ct kosten diese heute! immer nur noch 4€. Wenn die Kennlinie, das Verhalten bekannt ist kann man viel herausholen. Das hat damals die "Entwicklungsleistung" ausgemacht. Heute gibt es 16 bit oder 0.00x % Genauigkeit der Ref Quellen und schon sind sind die Entwickler scheinbare Könige... Zeiten und Techniken ändern sich.
Uz schrieb: > Michael_ schrieb: >> Eine Z-Diode ist an sich sowas von ungenau wie Daumen X Fensterkreuz. > > So viel dummes Zeug in einem Satz gab es ja lange nicht. > Vor ca. 30-40 Jahren erzeugten die besten Messgeräte von HP oder Tek > genau mit solchen Bauteilen die Uref über Jahre stabil. Sieh mal hier: https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/ZY1-200.pdf 138 bis 156V Z-Spannung sind doch "supergenau". Bei deinen Dioden wird die thermische Drift durch eine Diode kompensiert. Dem TE interessiert die thermische Drift jedoch nicht, obwohl die durch die Reihenschaltung enorm ist.
Grau ist viele Theorie. Man kann einen guten 6V-Typ mit Tk=0 nicht so einfach mit einer 200V-Z-Diode mit Tk+13 vergleichen.
Michael_ schrieb: > Abdul K. schrieb: >> sollte die Sache ganz gut beschreiben. Egal welche Verteilung einzelne >> Teilsysteme haben, die Summe nähert sich immer der Gaußschen >> Glockenverteilung. > > Ja, aber der Scheitelpunkt ist sicher sehr variabel. > Dafür gibts ja immer dieses Trim-Poti bzw. eine Multiplikation mit einer Konstanten im Prozessor.
Was gegen solche Reihenschaltung spricht, ist die Zuverlässigkeit von Z-Dioden. Meiner Erfahrung nach gehören zum Kurzschluss gewordene Z-Dioden zu den häufigeren Defekten. Schließlich ist der Betrieb im Spannungsdurchbruch nicht gerade eine der sanftesten Betriebsarten für eine PN-Schicht. Besser wäre da sicher eine Reglerschaltung mit einem Spannungsteiler, einem HV-Transistor und einem Spannungsregler-IC (z.B. TL341). Bei der Dimensionierung des HV-Transistors und des Spannungsteilers hat man viel mehr Freiheit als mit einer Z-Diode. Zusätzlich ist die Temperaturdrift sicher geringer als mit einer Kette von HV-Z-Dioden, die einen recht weichen Übergang von sperren zu leiten haben.
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Jetzt waer dann langsam Zeit auf die tatsachliche Anwendung zu sprechen kommen. Denn wir haben ja nur eine moegliche Loesung vorweggenommen. Worum geht es denn? Was soll weshalb erreicht werden?
Die Anwendung ist eine von Batterien versorgte HV (500V oder 1kV), die ein Geiger Zählrohr versorgt. Die Z-Dioden Schaltung soll verhindern, dass beim Nachladen des Kondensators die Spannung über 1.1kV hinausgeht. Ich hab es schon mit einem LM385 und Komparator probiert, funktioniert auch. Die Z-Dioden sind halt eine mögliche Alternative dazu. Der Sperrstrom von ca.100uA fliesst nur für <1ms und im Intervall von ca.30sec. Sobald der Strom über die Z-Dioden 100uA erreicht wird die Ladeschaltung über einen MOSFET abgeschaltet.
Aha. Dann wuerd ich den hochsetz konverter gleich so regeln, dass die richtige Spannung rauskommt. Ist ein trafobasierter ? Weshalb soll die Spannung denn uberschiessen, wenn man's gleich richtig macht ?
Der HV Generator ist ein Royer Konverter, die maximale HV ist ca. 1.2kV und linear von der Vbat (ca.5V) abhängig. Ich vermute, dass es nicht so einfach ist den Royer primärseitig so zu regeln das hinten die richtige Spannung rauskommt. und der soll ja auch nicht konstant laufen, sondern nur für paar millisekunden um den Pufferkondensator aufzuladen.
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