Clampingdiode und Betriebsstrom

[Clamping (Gast)]

Hallo,

ich habe eine kurze Frage:

gegeben ist eine Spannung von 24V und eine Schaltung, welche mit 12V 
arbeiten soll.

Da es "billig" werden soll, wird die Schaltung wie folgt aufgebaut:

Widerstand - Zenerdiode auf 12V - dann die Versorgungspins der 
Schaltung.

24V --- RES(R1) --- ZENER(12V) --- VERSORGUNGSPIN

Nun die eigentliche Frage:
Der Widerstand R1 sei beispielhaft bei 1k Ohm.

Gilt jetzt für den Betriebsstrom der Schaltung, dass dieser bei maximal 
24V / R1 liegen kann, oder gilt eher, dass er bei 12V / R1 liegen wird.


Danke,
mfg,

[Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)]

Normalerweise wird die Zenerdiode nicht in Reihe mit dem Verbraucher 
geschaltet, sondern parallel dazu gegen Masse.

[Clamping (Gast)]

ja sie ist natürlich auf GND geschaltet.

Somit ergibt sich natürlich ein permanenter Verluststrom von 24V / R1, 
aber um den geht es nur indirekt.

Nach der Zenerdiode stehen noch 12V zur Verfügung und die Frage ist, wie 
viel Strom nun noch von der danach folgenden Schaltung angefordert 
werden darf.

[Clamping (Gast)]

...für den Verluststrom meine ich 12V / R1

[Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)]

Der Strom durch den Vorwiderstand darf am diesem nicht mehr als die 
übrigen 12V abfallen lassen. Im Maximalfall fließt alles in die 
Schaltung und (fast) nichts durch die Zenerdiode, im Minimalfall fließt 
nichts in die Schaltung und alles durch die Zenerdiode.

R=U/I;

I=U/R = 12/1k = 12mA;

24V o----

[Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)]

Der Strom durch den Vorwiderstand darf am diesem nicht mehr als die 
übrigen 12V abfallen lassen. Im Maximalfall fließt alles in die 
Schaltung und (fast) nichts durch die Zenerdiode, im Minimalfall fließt 
nichts in die Schaltung und alles durch die Zenerdiode.

Spannung am Widerstand ist die Versorgungsspannung minus die 
Zenerspannung.

R=U/I;

I=U/R = 12/1k = 12mA;

[Clemens L. (c_l)]

Clamping schrieb:
> die Frage ist, wie viel Strom nun noch von der danach folgenden
> Schaltung angefordert werden darf.

So viel, wie durch R1 passt.

Wenn das mehr als 12V / R1 ist, dann fällt mehr als 12 V über R1 ab, und 
kein Strom fließt durch die Zenerdiode, und die Schaltung bekommt 
weniger als 12 V ab.

[M. K. (sylaina)]

Spannungsstabilisierung mit Zener-Diode einmal anschaun.

Wie schon gesagt wurde, die nachfolgende Schaltung darf nur maximal

$$I_{Last_{max}} = \frac{U_z}{R1}$$

an Strom fordern. Gleichzeitig muss aber auch die Zenerdiode die 
Leistung

$$P_{tot_{Zener}} = U_z \cdot I_{Last_{max}}$$

aushalten können.

Wieviel Strom braucht denn die Schaltung? Bei 12 V und einer 0.5 Watt 
Zenerdiode ergibt sich so, dass R1 mindestens ~290 Ω groß sein muss bzw. 
man maximal ~40 mA anfordern darf.

Man muss aber auch noch bedenken, dass eine Zenerdiode auch einen 
Mindeststrom braucht bei dem sie halbwegs stabilisiert (man will ja 
nicht im Knick arbeiten), es gibt also auch eine Obergrenze für R1.  Ich 
peile für sowas immer 10% vom Nennstrom der Zenerdiode an, in diesem 
Beispiel wären das also etwa 4 mA.

[(prx) A. K. (prx)]

Clamping schrieb:
> Da es "billig" werden soll, wird die Schaltung wie folgt aufgebaut:

Gilt ein 7812 tatsächlich als teuer?

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Michael K. schrieb:
> Spannungsstabilisierung mit Zener-Diode einmal anschaun.
>
> Wie schon gesagt wurde, die nachfolgende Schaltung darf nur maximal
>
>

$$I_{Last_{max}} = \frac{U_z}{R1}$$

>
> an Strom fordern.

Falsch. Nicht U_z, sondern (U_in_min - U_z). Und für gewöhnlich fordert 
man auch einen Mindeststrom durch die Z-Diode.

> Gleichzeitig muss aber auch die Zenerdiode die Leistung
>
>

$$P_{tot_{Zener}} = U_z \cdot I_{Last_{max}}$$

>
> aushalten können.

Hier würde man nicht den Laststrom einsetzen, sondern viel eher den 
Strom der sich aus (U_in_max - U_z) / R1 ergibt.