▷ Diodo zener como regulador de tensão

Diodo zener como regulador de tensão

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Um Diodo Zener é um componente eletrônico que pode ser usado para fazer um circuito regulador de voltagem muito simples. Este circuito permite que uma tensão estável fixa seja tirada de uma fonte de tensão instável, como o banco de baterias de um sistema de energia renovável, que flutuará dependendo do estado de carga do banco.
Aqui está um exemplo trabalhado à mão que mostra como escolher o diodo zener e a resistência correta para uma carga conhecida: temos uma tensão de alimentação instável de 12 Volts e precisamos de uma saída estável de 8 Volts para alimentar um dispositivo de 100mA. 12 volts é suficiente acima de 8 volts para garantir que qualquer ondulação na alimentação não nos levará abaixo de nossa voltagem alvo.
Nosso dispositivo de carga precisa de 100mA de corrente, além de precisarmos também de pelo menos 5mA para o diodo zener, portanto, permite definir o Imax como 110mA para ser seguro. Se você adicionar 10-20% à corrente de carga, isto lhe dará um valor seguro para a corrente máxima no circuito, desde que a tensão de entrada seja improvável que salte muito mais alto.
Os diodos Zener estão disponíveis em uma faixa de diferentes potências nominais. Se uma grande corrente flui através de um pequeno diodo zener será destruída, portanto calculamos a potência a ser perdida no diodo e selecionamos um diodo classificado acima desse valor. Aqui a potência nominal do zener é igual à tensão do zener multiplicada pela corrente máxima (Imax) calculada acima que é igual a 8,2 * 0,110 = 0,9 Watts. Portanto, um diodo zener de 1,3 watts de potência nominal deve ser perfeito.

diodo de túnel

Um diodo Zener é um dispositivo semicondutor de silício que permite que a corrente flua tanto na direção de frente como na direção inversa. O diodo consiste em uma junção p-n especial, altamente dopada, projetada para conduzir na direção inversa quando uma certa tensão especificada é atingida.
O diodo Zener tem uma tensão de ruptura reversa bem definida, na qual ele começa a conduzir a corrente, e continua operando continuamente no modo de polarização reversa sem se danificar. Além disso, a queda de tensão através do diodo permanece constante em uma ampla gama de tensões, uma característica que torna os diodos Zener adequados para uso na regulação de tensão.
O diodo Zener opera exatamente como o diodo normal quando no modo de polarização dianteira, e tem uma tensão de ativação entre 0,3 e 0,7 V. Entretanto, quando conectado no modo reverso, que é usual na maioria de suas aplicações, uma pequena corrente de fuga pode fluir. Conforme a tensão inversa aumenta para a tensão de ruptura pré-determinada (Vz), uma corrente começa a fluir através do diodo. A corrente aumenta ao máximo, que é determinada pela resistência de série, após a qual ela se estabiliza e permanece constante em uma ampla faixa de tensão aplicada.

feedback

Este é provavelmente o circuito que você quis dizer com “circuito de regulação de tensão Zener”. Este é um regulador de voltagem linear básico. Não vejo sentido em usá-lo para LED (você deve regular a corrente através de um LED, não a tensão através dele; então use apenas uma resistência serial), mas vamos explicar como ele funciona:
Exemplo 3) O diodo Zener tem uma tensão de ruptura de 3V, há uma alimentação de 5V. A tensão é muito mais alta do que o limite. 3 volts ainda são usados para manter o diodo condutor. Para onde vai o restante dos 2V? Neste caso ideal, em nenhum lugar, portanto, a corrente seria infinita. Com um diodo Zener real, a corrente é limitada pela resistência interna do diodo, mas a corrente provavelmente superaquecerá o diodo.
Exemplo 4) O diodo Zener tem uma tensão de ruptura de 3V, há uma alimentação de 5V. A tensão é muito maior do que o limite. 3 volts ainda são usados para manter o diodo condutivo. Para onde vai o restante dos 2V? É “usado” para empurrar alguma corrente através do resistor que está conectado em série com o diodo.