Calcolatore regolatore Zener: resistenza, corrente e potenza
Dimensiona la resistenza serie di un regolatore shunt a diodo Zener e verifica i casi peggiori di corrente e dissipazione. Il calcolo considera la tolleranza di \(V_Z\), il campo di tensione in ingresso e il carico minimo/massimo.
Dati di progetto
Risultati
Corrente Zener al variare di Vin
Le curve usano Vz nominale; il dimensionamento e la tabella dei casi peggiori includono invece la tolleranza impostata.
Verifica dei casi peggiori
| Condizione | Iz con tolleranza Vz | Pz peggiore | PRs peggiore | Esito |
|---|
Formule usate
La corrente nella resistenza serie è \(I_R=(V_{IN}-V_Z)/R_S\), mentre la corrente nello Zener è \(I_Z=I_R-I_L\).
Per restare in regolazione nel caso peggiore di bassa tensione e massimo carico:
\[R_{S,max}=\frac{V_{IN,min}-V_{Z,max}}{I_{L,max}+I_{Z,min}}\]
Il limite inferiore di \(R_S\) viene ricavato imponendo, per tutto l’intervallo di tolleranza di \(V_Z\), che:
\[P_Z=V_Z\left(\frac{V_{IN,max}-V_Z}{R_S}-I_{L,min}\right)\le P_{Z,rated}\]
La dissipazione della resistenza è verificata con entrambe le forme equivalenti \(P_R=I_R^2R_S\) e \(P_R=I_R(V_{IN}-V_Z)\).
Limiti del modello
Il diodo Zener è trattato come una sorgente di tensione ideale compresa fra Vz min e Vz max. Non vengono modellati resistenza dinamica, ginocchio reale della caratteristica, coefficiente termico, auto-riscaldamento o variazione di Vz con Iz. Per un progetto definitivo usa il datasheet del componente e applica il derating di potenza previsto alla temperatura di lavoro.