Brug af en zenerdiode til at regulere jævnspænding:en praktisk guide

Af John Papiewski – Opdateret 24. marts 2022

Dioder leder strøm i en enkelt retning. Når den er omvendt forspændt ud over deres gennembrudsspænding, vil en standarddiode lede og svigte. En Zener-diode er konstrueret til at opretholde en fast omvendt spænding, hvilket gør den til en billig og pålidelig spændingsregulator. I denne vejledning gennemgår vi valg af den korrekte modstand, ledning af Zener og sikring af sikker drift.

Trin 1:Beregn seriemodstanden

Bestem modstandsværdien med formlen:

R = (V_in – V_z) / I_z

For en 10 V-forsyning med en mål-zenerspænding på 10 V og en ønsket strøm på 10 mA, R =10 V / 0,01 A =1 kΩ. Modstandens watt bør være mindst det dobbelte af den beregnede dissipation:

P = I_z² × R × 2 → (0.01)² × 1000 × 2 = 0.2 W

Brug en ¼-watt (0,25 W) modstand eller større.

Trin 2:Anskaf dele

Bestil modstanden og en zenerdiode (f.eks. 10 V, 1 W) hos en velrenommeret elektronikforhandler.

Trin 3:Forbered ledninger

Klip fire 8-tommer-længder af 22-AWG massiv ledning og strip ca. ½ tomme fra hver ende.

Trin 4:Samling af brødbræt

Indsæt Zeners katode (markeret ende) i en brødbrætsøjle og anoden i en anden. Tilslut to ledninger til anodeledningerne og en modstandsledning plus en tredje ledning til katoden. Placer modstandens frie ledning i en ubrugt søjle, og bind den resterende ledning til den samme søjle.

Trin 5:Strømforbindelser

Fastgør den frie ende af den sidste ledning til den positive terminal på din DC-kilde. Tilslut den frie ende af den ene anodeledning til den negative terminal.

Trin 6:Brug det regulerede output

Tråden forbundet til Zeners katode giver nu en stabil positiv udgang, mens anodeledningen giver den negative reference. Dette par kan strømforsyne downstream-kredsløb.

Værktøj og materialer

• Lommeregner
• Elektronikdistributørkatalog
• 22-AWG massiv ledning
• Trådfjernere
• Zenerdiode
• Modstand
• Loddefri brødbræt
• DC-spændingskilde

TL;DR

Zener-dioder dækker spændingsmærker fra 2,4 V til ~200 V, hvilket muliggør alsidig spændingsregulering.

Sikkerhedsmeddelelse

Overskrid aldrig Zeners maksimale strømværdi; hvis du gør det, ødelægges komponenten.