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Calculadora reguladora de tensão de diodo Zener

Calcule o resistor em série, a dissipação de energia e a corrente de carga para reguladores de tensão de diodo zener

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Fórmula

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)

Como Funciona

Um regulador de tensão de derivação de diodo Zener é um circuito simples de regulação de tensão que mantém uma tensão de saída constante ao desviar o excesso de corrente através de um diodo Zener paralelo (derivado). O princípio fundamental se baseia na capacidade do diodo Zener de manter uma tensão constante em si mesmo ao operar no modo de avaria reversa. Ao selecionar estrategicamente um resistor em série, o circuito pode fornecer uma referência de tensão estável para aplicações de carga de corrente baixa a moderada. Os principais parâmetros de projeto incluem tensão de entrada, tensão Zener, requisitos de corrente de carga e corrente Zener mínima necessária para garantir uma regulação estável.

Exemplo Resolvido

Considere um circuito com V_in = 12V, V_Z = 5,1V, I_load = 50mA, I_Zmin = 5mA. Primeiro, calcule o resistor em série determinando a queda de tensão em R_S: (12V - 5,1V)/(50mA + 5mA) = 117 Ω. O resistor padrão E24 mais próximo seria 120 Ω. A dissipação de energia no diodo Zener é calculada como P_Z = (12V - 5,1V) * (50mA + 5mA) = 0,42W, exigindo um diodo Zener avaliado para pelo menos 0,5W.

Dicas Práticas

  • ✓Sempre adicione uma margem de 20 a 30% às classificações de potência
  • ✓Use diodos Zener com compensação de temperatura para maior precisão
  • ✓Considere usar vários diodos Zener em série para maior estabilidade de tensão
  • ✓Inclui capacitores de entrada/saída para redução de ruído

Erros Comuns

  • ✗Subdimensionando a classificação de potência Zener
  • ✗Não contabiliza a corrente mínima de Zener
  • ✗Ignorando os coeficientes de temperatura
  • ✗Falha ao selecionar o diodo Zener de tolerância adequada

Perguntas Frequentes

Normalmente ± 10-15% da tensão nominal de entrada. Além dessa faixa, a regulação se torna instável e a tensão de saída pode variar.
Não, esses reguladores são mais adequados para aplicações de corrente baixa a moderada, geralmente abaixo de 100mA. Para correntes mais altas, reguladores lineares ou de comutação são recomendados.
Os diodos Zener têm um coeficiente de temperatura que pode causar pequenas variações de tensão. Os diodos Zener com compensação de temperatura de precisão minimizam esse efeito.
A tensão de saída cairá e a regulação ficará fraca. Sempre projete com espaço livre e capacidade de corrente suficientes.
Não, eles são relativamente ineficientes, pois o excesso de energia é dissipado como calor no resistor em série e no diodo Zener.

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