Яким чином діод і резистор регулюють напругу?

У мене виникають проблеми з розумінням простого регулятора напруги, який можна побудувати за допомогою стабілітрону (з розділу 2.04 в «Мистецтві електроніки»). Я знаю, що було б краще використовувати підсилювачі тощо, але я просто намагаюся зрозуміти, як працює ця схема.

схема живлення резисторного діода з використанням стабілітрону / лавинного діода

Я не дуже розумію, як працює схема, але я здогадуюсь, що коли на вихід подається навантаження, воно зливає струм від джерела (Vin) і, таким чином, призводить до падіння напруги? Як діод ценера допомагає підтримувати напругу і, таким чином, змушує цю ланцюг діяти як регулятор?

voltage-regulator diodes zener

— Доктор Ватсон
джерело

Відповіді:

Подивіться на діодну криву. Ви побачите, що пристрій руйнується при напрузі стабілітра при зворотному зміщенні та проводить. Це властивість буде фіксувати вихідну напругу при напрузі пробою, що знаходиться в діапазоні вихідних струмів при використанні резистора з відносно невеликими змінами напруги. Це також стабілізує вихід на тлі вхідної напруги.

Строго кажучи, діоди Зенера - це пристрої низької напруги (до 5V6). Вищі напруги мають інший режим роботи і називаються лавиновими діодами. Обидва типи, як правило, називають Зеннерами.

— Леон Хеллер
джерело

Дякую, чомусь я не бачив діод як зворотно зміщений, моя помилка. Отже, коли V <Vz (зрив), регулювання не існує, але коли V == Vz (пробій), ценеровий діод тоді утримує вихідну напругу на Vz (пробій)?

— Доктор Ватсон,

Так, аналогічно ідеально діоду, що пересувається вперед, з джерелом напруги Vz на катоді.

— tyblu

@Leon Heller Я не розумів частини "відносно невеликих змін напруги" ...... чи слід завжди збільшувати вхідну напругу після того, як було досягнуто струму для розбивки ценера?

— Водний Каперіла

Поломка стабілітра викликається напругою, а не струмом.

— Леон Хеллер

@LeonHeller Вибачте за помилку, тому нам доведеться змінювати напругу з малим значенням після того, як напруга пробою була досягнута

— Hydrous Caperilla

$\Omega$ $V_{OUT}$ $I = \frac{10V - 5V}{100\Omega } = 50mA$ $\Omega$ $I_L = \frac{5V}{500\Omega} = 10mA$ $V_{OUT}$ $R_L$ $\Omega$ $R/R_L$ $V_{OUT}$ $V_{OUT}$

$\Omega$ $I = \frac{9V - 5V}{100\Omega } = 40mA$

Цей тип регулювання напруги дуже простий, але не дуже хороший. Регулювання лінії погано , що означає, що напруга на виході все одно дещо змінюватиметься при збільшенні / зменшенні вхідної напруги. Те саме з регулюванням навантаження : вихідна напруга буде змінюватися в залежності від різного навантаження. І в порівнянні з максимальним навантаженням, в ценері досить великі втрати, тому це не дуже ефективно . Невеликий інтегрований регулятор на зразок LM78Lxx - це завжди кращий вибір.

— stevenvh
джерело

Я б очікував, що регулятор Zener може бути вигідним у випадках, коли ніколи не буває великого навантаження (наприклад, максимум 250uA), і це нормально, якщо вихідна напруга сильно змінюється, але там, де вихідна напруга не повинна дозволяти перевищувати певний рівень. Наприклад, пара пристойних резисторів 100 К в серії з випрямленою напругою лінійного струму AC120 пропустить середній струм трохи більше чверті міліампер, але не має проблем з витримкою 170 вольт (кожен бачить пікову потужність набагато нижче 0,1 Вт). Регулятори 78Lxx не витримують нічого, що знаходиться на вході.

— supercat