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Regolazione di Tensione con Zener

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Regolazione di Tensione con Zener

Messaggioda Foto UtenteTekonoris » 21 giu 2019, 11:23

Salve,
volevo stabilizzare la tensione di una batteria da circa 13 V - 12,3 V a una tensione di 12 V.
Assorbimento max = 350 mA.
Il circuito è per la calibrazione e quindi utlizzato solo per "brevi" periodi.

Pensavo di utilizzare uno schema a Zener tipo:


Calcolando la Rz come:
R_{z} = \frac{(V_{bat} - V_{z})} {(I_{load} + I_{z})} = 2,7 Ohm

La Iz,max per uno Zener da 1W (li ho in casa) dovrebbe essere:

I_{z,max} = \frac{ 1 W } { 12 V } = 83,3 mA.

Guardando sui datasheet di Zener da 1W mi ritrovo una Iz1 di 21 mA. (Iz,max = 76 mA).
Nei conti viene riportato spesso di calcolare la Iz2 come 1/10 della Iz,max.

Immagino che se uso Iz1 ho un valore vicino al dato di targa (Vu), altrimenti se uso Iz1 devo considerare il coefficiente termico ?

Alternativa due Zener da 5,6 + 6,2 = 11,8 V che da datasheet 41 mA.

Ovviamente due Zener in parallelo non si mettono.
Eventualmente qualche alternativa ?

Grazie
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[2] Re: Regolazione di Tensione con Zener

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 21 giu 2019, 11:34

Gli zener non sono affatto precisi e sprecano un sacco di potenza.
Usa un regolatore a tre terminali.
In questo caso usa un LDO, visto il range della tensione di ingresso.
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Io capisco le cose per come le scrivete. Per esempio: K sono kelvin e non chilo, h.z è la costante di Planck per zepto o per la zeta di Riemann e l'inverso di una frequenza non si misura in siemens.
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[3] Re: Regolazione di Tensione con Zener

Messaggioda Foto UtenteTekonoris » 21 giu 2019, 12:33

Avevo pensato di usare un LDO, ma di solito non hanno un drop out di 500 mV ?

Ad esempio la batteria ieri sera era 12,18 V.
A me serve un "riferimento fisso" per calibrare il circuito, dopo se la tensione è più alta è meglio.
Ogni tanto vorrei verificare se è tutto a posto inserendo il regolatore con un deviatore.

Non amo particolarmente gli Zener, ma ne ho un po, mentre di LDO 12V non ne tengo :lol:

Come principio le considerazioni fatte sulla Iz,max Iz1 e Iz2 sono valide ?
E' solo per tenere conto della temperatura e della conseguente variazione della soglia ?
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[4] Re: Regolazione di Tensione con Zener

Messaggioda Foto UtenteTekonoris » 21 giu 2019, 12:53

A parte le domande generali sugli Zener ...

Ho fatto un po di conti e di fatto la tensione che cade sulla Rz è talmente alta (causa la I "elevata") che è assolutamente inutile proseguire su questa strada...

L'antipatia per gli Zener aumenta :lol:
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[5] Re: Regolazione di Tensione con Zener

Messaggioda Foto UtenteTekonoris » 21 giu 2019, 13:24

Poi me ne vado :D

Potrei utilizzare questo:



Velocemente sul simulatore mi dà un drop out (I = 350 mA) di 67 mV con Vin = 12,4.
Non ho il modello di quel PNP, ma a grandi linee dovrebbe funzionare.
Le due R di destra le ho lasciate senza valore, ma penso che potrebbe andare un potenziometro da 10k multigiro.
Potrebbe andare ?
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[6] Re: Regolazione di Tensione con Zener

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 21 giu 2019, 16:14

Potrebbe anche funzionare.
Non sono molto competente.
Mi pare un circuito non convenzionale, l'hai copiato da qualche parte?
Se non lo vedi utilizzato avrà più difetti che pregi.
.. con un guadagno alto dell'operazionale potrebbe oscillare
Metti almeno un condensatore da 1 uF in parallelo all'uscita.
Il potenziometro da 10k è OK.
O_/
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[7] Re: Regolazione di Tensione con Zener

Messaggioda Foto UtenteTekonoris » 21 giu 2019, 16:45

Si, assolutamente scopiazzato da internet e inserito nel simulatore...
Ok per il Condensatore.

Provo ancora a cercare qualche cosa d'altro.

Grazie
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[8] Re: Regolazione di Tensione con Zener

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 21 giu 2019, 23:07

Un simulatore non riesce a simulare quel circuito, a meno di non usare un modello dell'op amp molto sofisticato. Di solito i modelli degli op amp che trovi nei simulatori non simulano la corrente assorbita in funzione della corrente di uscita.

Il transistore messo in quel modo ha guadagno in tensione, con carichi leggeri potrebbe rendere instabile il circuito.
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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[9] Re: Regolazione di Tensione con Zener

Messaggioda Foto Utentemaubarzi » 22 giu 2019, 9:53

E usare dei voltage reference come ad es. il TL431?
Non sono un esperto e con questo suggerimento mi sa che ci imparerò qualcosa pure io.
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[10] Re: Regolazione di Tensione con Zener

Messaggioda Foto UtenteBrunoValente » 22 giu 2019, 12:15

Potresti provare con qualcosa del genere



dovrebbe essere facilmente compensabile, inoltre scegliendo un mosfet a bassa resistenza si potrebbe raggiungere un valore di dropout molto basso
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