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Calculateur de régulation de tension à diode Zener

Calculez la résistance en série, la dissipation de puissance et le courant de charge pour les régulateurs de tension à diodes Zener

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Formule

R_S = (V_in - V_Z) / (I_L + I_Zmin), P_Z = V_Z × I_Z

R_S— Series resistor (Ω)
V_in— Input voltage (V)
V_Z— Zener voltage (V)
I_L— Load current (A)
I_Zmin— Minimum zener current (A)
P_Z— Zener power dissipation (W)

Comment ça marche

Un régulateur de tension shunt à diode Zener est un circuit de régulation de tension simple qui maintient une tension de sortie constante en déviant le courant excédentaire via une diode Zener parallèle (shunt). Le principe fondamental repose sur la capacité de la diode Zener à maintenir une tension constante sur elle-même lorsqu'elle fonctionne en mode de claquage inversé. En sélectionnant stratégiquement une résistance en série, le circuit peut fournir une référence de tension stable pour les applications à charge de courant faible à modérée. Les principaux paramètres de conception incluent la tension d'entrée, la tension Zener, les exigences de courant de charge et le courant Zener minimum requis pour assurer une régulation stable.

Exemple Résolu

Supposons un circuit avec V_in = 12 V, V_Z = 5,1 V, I_load = 50 mA, I_Zmin = 5 mA. Tout d'abord, calculez la résistance série en déterminant la chute de tension aux bornes de R_S : (12 V - 5,1 V)/(50 mA + 5 mA) = 117 Ω. La résistance standard E24 la plus proche serait de 120 Ω. La dissipation de puissance dans la diode Zener est calculée comme suit : P_Z = (12 V - 5,1 V) * (50 mA + 5 mA) = 0,42 W, nécessitant une diode Zener d'une puissance nominale d'au moins 0,5 W.

Conseils Pratiques

  • ✓Ajoutez toujours une marge de 20 à 30 % aux puissances nominales
  • ✓Utilisez des diodes Zener à compensation de température pour plus de précision
  • ✓Envisagez d'utiliser plusieurs diodes Zener en série pour une meilleure stabilité de la tension
  • ✓Inclut des condensateurs d'entrée/sortie pour réduire le bruit

Erreurs Fréquentes

  • ✗Sous-dimensionner la puissance nominale du Zener
  • ✗Ne pas tenir compte du courant Zener minimum
  • ✗Ignorer les coefficients de température
  • ✗Échec de sélection de la diode Zener à tolérance appropriée

Foire Aux Questions

Généralement ± 10 à 15 % de la tension d'entrée nominale. Au-delà de cette plage, la régulation devient instable et la tension de sortie peut dériver.
Non, ces régulateurs sont particulièrement adaptés aux applications à courant faible à modéré, généralement inférieur à 100 mA. Pour les courants plus élevés, il est recommandé d'utiliser des régulateurs linéaires ou à commutation.
Les diodes Zener ont un coefficient de température qui peut provoquer de légères variations de tension. Les diodes Zener à compensation de température de précision minimisent cet effet.
La tension de sortie va chuter et la régulation devient mauvaise. Concevez toujours avec une hauteur libre et une capacité de courant suffisantes.
Non, ils sont relativement inefficaces car l'excès de puissance est dissipé sous forme de chaleur dans la résistance en série et la diode Zener.

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