齐纳二极管串联?

电器工程 电压调节器 齐纳
2022-01-31 06:46:56

可以串联使用齐纳二极管吗?通常我会在电源的输出端看到它们,以将电压限制在齐纳二极管的值。

将它串联起来应该将电压降低齐纳二极管的值,是吗?(因此 12V 电源上的 5V 齐纳二极管将提供 7V 输出)。

问题是,我有一个 -12V 电源,我需要一个 -5V(或接近,-7 就可以了——我添加了几个 Si 二极管来进一步降低电压)——但是——我没有不想失去 -12V 电源(电路的其他部分需要),而且我没有任何负稳压器,只有正稳压器。

我已经尝试过了,它看起来不错,但是如果我这样放着它会引起问题吗?

4个回答

稳压器将是最好的解决方案,但齐纳二极管(一个“n”)是可以的,至少如果您不想从稳压电压中汲取太多能量。您不要将齐纳二极管直接放在 -12V 上,而是使用串联电阻来限制电流。正是这个串联电阻决定了您可以汲取多少电流。-12V 仍然可用。

在此处输入图像描述

要计算电阻值,您必须知道负载将吸收多少电流。假设这是 1 mA。还假设齐纳二极管需要 10 mA。通过电阻器的电流为 11 mA。电压降为 12V - 5V = 7V。那么 R = 7V / 11 mA = 640\$\Omega\$。

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您可能会认为,在我的示例中,如果电路只需要 1/10 的齐纳二极管,我有点夸大其词。但是您会发现齐纳二极管通常指定在更高的电流下,例如 50mA。某些较新的齐纳二极管的电流要低得多,这些只需要 50\$\mu\$A。

YAE(另一个编辑)
您不想串联使用齐纳二极管来获得电压降的原因是,特别是在低电流时,反向电压可能低于额定值。例如,该二极管指定为5.1V @ 50mA,但在 10\$\mu\$A 时仅下降1V 。

在极少数情况下,我使用齐纳二极管将电源电压降至稳压器的输入范围。例如,我有一个现成的变压器,它在开关电源设计中工作正常,但偏置电源绕组的匝数太多,整流后产生 34 伏。

由于偏置电流要求相当低(几毫安),并且芯片所需的偏置电压为 12-32 伏(它具有内置线性稳压器),因此之前的工程师使用了一个电阻器和 30 伏齐纳二极管组合,就像一个在史蒂文的回答中。

当电路工作时,它的静态电流是预期的两倍。我们用热像仪(Fluke Ti25——如果你能负担得起的话,这是一个很棒的工具)查看了电路,齐纳二极管发光发热。

所以我们改变了电路,使用串联的 10 伏齐纳二极管,反向偏置,将电压降低到大约 24 伏,低于芯片的最大值。内置调节器完成其余工作。我们只需要确保通过二极管的电流最小,但这并不困难。

通过将齐纳二极管与负载并联来处理这种情况是最安全的。您计算电阻器和齐纳二极管组合,以便当您的负载为零安培时,您的齐纳二极管能够处理电流而不会燃烧。

例如,您的负载需要从 0mA 到 100mA 的电流。电源电压为 12V。所需电压为 6V。

当负载没有电流时,您需要一个齐纳 Pd=5W 来处理电流。

电阻值是(需要的电压降)/(最大负载电流),所以在这种情况下 6V/0,1A = 60 ohm。检查电阻器 (PdR) 的功耗。PdR = Iload * Iload * R = 0,1A * 0,1A * 60 ohm = 0.6W。

因此需要 6V 5W 齐纳二极管和 60 欧姆 1W 电阻器的精确值,而不必担心过热。

您可以使用 56 欧姆的电阻值(更容易从商店中找到)。齐纳二极管可以处理额外的电流。

在我看来,在 Mike 示例中最好的做法是在电阻器之前串联另一个 5 伏齐纳二极管,以使齐纳二极管和电阻器中的功率损失最小化。电阻器在最大负载下仅需下降 1 伏。R 值为 1/0.1 =10 欧姆。满载时添加的齐纳最大电流为最大负载电流=0.1A 空载时的原始齐纳最大电流 1v/10 =0.1A 如您所见,齐纳或电阻中没有任何电流损失超过电路要求。电路运行温度会更低,损耗的功率也会更少。这些只是想法,但不可信,所以我可能错了。