zenerdiod koppling

[luffare]

Har lite problem med att göra en koppling:

Kod: Markera allt

---------------------Uin
      |            |
      R1           R
      |            |
      |            |
      R2           Z
      |            |
---------------------GND

Zenerdioden är en 2v4 enl. databladet Umax 2.56v & Umin=2.28v
Uin ska vara ett batteri som är ca 3-4.1v
Jag har testat med Uin= 3.3v och 5v, när jag mäter mellan Z & R får jag först 2.7V och sedan 3.2V
Vad gör jag för fel? tanken är att zenerdioden ska visa 2.4V och den ska jämföras med spänningsdelaren så att jag kan slå av lasten när batterispänningen sjunkit för mycket.
R1=220k R2=1M R=47ohm +-10%

[Mindmapper]

Verkar som R ger för hög ström genom dioden. Du har inte angett vilken effekttålighet som zenerdioden har. En hög ström ger även en högre zenerspänning. Nu verkar den extremt hög i ditt fall. Bättre kan du få genom att öka resistansen.

En zener är inget under av exakthet. Du kanske ska ha en spänningsreferens om du behöver en exakt spänning som inte kommer att variera med strömmen.

[luffare]

misstänker oxå att det kan ha med strömmen att göra men då betyder det att jag räknar fel, så här har jag tänkt:
IZT = 5mA (om jag tolkar databladet rätt)
Ilast =1mA

R= (Uinmin-Uzmax)/Itot = 3-2.56/0.006 = 73ohm

Här är dioden jag använder https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/webr ... 005309.pdf

[Mindmapper]

Jag har räknat på din 47ohm. Och vid 3V får jag 19mA vid 5V ca 50mA.
Eftersom det är en 0,5W zener ska den tåla upp till ca 200mA.

Izmax= P/Uz då kommer den att bli så varm att den kommer att koka sönder om man kör så hög ström, men löser man kylningen sa det gå.

Den borde inte ge dom spänningarna du angivit vid 19mA och 50mA. Men det är högt i ström. Har du mätt strömmen så att inte R håller ett annat värde än vad du tror. Hur varm blir den? Får du inte ner spänningen vid lägre ström så är den bara att kasta.

Edit: Izt är bara ett värde dom testat vid.

[luffare]

R och Z är har samma temp som mina fingrar.
Mätte strömmen 11mA Uz 2.7v Uin 3.3V mätte R och den visade 47.5ohm.
Testade med ett 100ohms motstånd och då gick Uz ner till ca 2.5V
Går det att få Uz stabilt om inspänningen varierar mellan ca 2.8-4.1V ?

Har ett exempel i en bok där dom har en spänningsdelning med zener och varierbar inspänning och där ska det vara stabilt Uz ut...

[Mindmapper]

Zenern du har verkar inte riktigt frisk.

Den stora frågan blir vad behöver du för nogrannhet på spänningen? Och vad är stabilt?
Man skulle kunna tänka sig ett gäng kiseldioder i serie. 4st ger drygt det du vill ha. Varierar Uf med ström och temperatur ungefär som en zener. Men stabilare än den du har nu och närmare i spänning. Vill man ha lite lägre spänning så byter ut någon mot en schottkydiod.

[luffare]

testade med en annan likadan och fick samma resultat, med stabil menar jag att jag vill kunna koppla in en komparator mellan spänningsdelaren och Uz för att se om batterispänningen sjunker under en viss nivå, när det sker ska spänningsdelaren ge ut ett lägre värde än Uz, som det är nu så sjunker stiger dom ungefär lika...
Jag har inspirerats av den här misstänker att R4 kan hjälpa till men fattar inte riktigt hur
http://archive.electronicdesign.com/fil ... ure_01.gif

[Rocky_AL]

En tl431 lämpar sig bättre om man vill ha en stabil referens.
Finns som +/- 2%, 1% och 0.5% och kräver endast 400µA för att fungera vilket är bra i batterisammanhang.

Edit: R4 i det där schemat är för att ge op ampen en hysteresis, så att utgången inte hoppar mellan 1/0 när spänningen närmar sig gränsvärdet.

[luffare]

Tack för tipsen ska kolla in dom andra grejerna, men det känns lite som att jag missat hela poängen med zenerdioder, vet man inte vad man har för inspänning så är det kört? hur ska man räkna och tänka?
Saxat från wikipedia:

En stabiliseringskrets är i samband med användandet av zenerdioder helt enkelt att man kopplar ett motstånd till den varierande matningen och plockar ut sin stabiliserade spänning över zenerdiodens katod. Om man ser till så att strömmen genom zenerdioden hela tiden är större än c.a 5mA så reglerar zenerdioden bra dvs blir av låg impedans precis som en Theveninsk spänningskälla ska vara.

I mitt fall stämmer alltså inte det här varför?

[Mindmapper]

Du kan ju bygga en strömgenerator som matar zenerdioden med en konstant ström. Då varierar inte zenerspänningen med matningsspänningen. Jobbigt i ditt fall när matningsspänningen är så låg. Det är då bara tempberoendet kvar att jobba på.

Någonting är koko med dina zenerdioder. Endera är de trasiga eller felmärkta.

När man räknar på zenerdioder så räknar man fram den resistor som ger vettiga strömmar vid min och max matning. Sedan kan man gå in i databladet och ta fram hur mycket zenerspänningen kan variera med de olika strömmarna. Men då du har så olika zenerspänning att gå ut från, Vz min - max vid en bestämd testström, så får du mäta fram en vettig zenerspänning om du ska hamna riktigt bra till. Bättre då med en spänningsreferens.


Edit: I ditt fall ligger du högt i ström. Med en lägre ström, dvs högre resistansvärde, får du mindre skillnad i ström vid hög resp låg matning. Vilket gör att variationen i zenespänningen blir mindre. Men i ditt fall ligger du ändå för högt med din zenerspänning. (I förhållande till den zenerspänning det borde vara.) Ska man ha högre värden på zenerspänningen kan man seriekoppla zenerdioder med olika temperaturkoefficienter för att få det tempstabilare. Det finns saker att göra men en spänningsreferens är enklare och billigare.

[Rocky_AL]

Det är här tl431 kommer in. Köper man modellen med 0.5% så håller den garanterat sin spänning +/- 0.5% oavsätt om det går 400µA eller 100mA genom den.

[xxargs]

Det är inte utan anledning man använder bandgapsreferenser i dom flesta kretsar som har intern spänningsreferens i sig - tom. 7805-regulatorn har en sådan istället för en zenerdiod.

Det finns massor av spänningsreferenser på Elfa med vitt skilda spänningar och hur nogranna de skall vara och dom flesta helt klart bättre än den 'gamla' LM385 som annars användes ofta som spänningsreferens i olika kopplingar

när det kommer till kritan så är zenerdiod som referens en strömmässigt och temperaturmässigt ganska grovt tillyxad sak - inget för finlir helt enkelt.

[luffare]

Tack för alla tipsen ser att ni har alldeles rätt. Tittade närmare på schemat som jag utgick från och insåg att det var en shuntregulator och inte en zenerdiod som jag trodde.
Testade en annan zener 2.0v och fick samma fenomen, tog även ett högt R och då blev det bättre men inte bra(dessutom var strömmen väldigt liten och Uz runt 1.5V).
Har ni nått exempel då man använder sej av zenerdioder? vore bra att verkligen förstå användningsområdet ordentligt.

Har kikat på databladet för tl431, s.25 fig 17 har formeln:
Vo = ( 1+R1/R2)Vref men då blir ju Vo beroende av Vref som ändras av att batterispänningen faller och då är man tillbaka på ruta ett, så hur ska man göra för att få den att leverera en fast utspänning oberoende av batteriets status?

[Rocky_AL]

Vref är en intern spänning som inte kan ändras på utifrån, den är alltid 2.495V +/- %-toleransen.
Titta på sid 13-16 så ser du vad Vref är för de olika toleranserna.

Zenerdioder använder man då referens inte är så viktig, t.ex. om man vill driva ett relä eller något annat okänsligt. Ett vanligt användningsområde är också överspänningsskydd, då sätter man en säkring och en zenerdiod på utgången vars referens ligger någon volt över önskad utspänning. Råkar spänningen stiga för högt kortsluter zenern och strömmen blir mycket hög vilket resulterar att säkringen går.

[Mindmapper]

I databladet kan man se att Vref kan variera mellan 2440-2550mV och att den normalt ligger på 2495mV. Man kan även utläsa hur mycket Vref ändras över hela temperaturområdet etc. Att läsa datablad är inte så lätt i början men betalar sig bra på lång sikt.

Zenerdioder används fortfarande där det inte är så viktigt med en exakt referens. Men numera tar spänningsreferenser över där det behövs exakta referenser.