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Minikurs: Die Power-Zenerdiode aus Zenerdiode und Transistor (Schaltungstechnik)

verfasst von Sel(R) E-Mail, Radebeul, 22.10.2016, 12:55 Uhr

» Hallo,
» Dein Problem mit ein (power-)Z-Diode zu lösen ist wahrscheinlich
» suboptimal. Die Z-Diode ist ein parallel-Stabilisator, d. h. im Leerlauf
» wird die Diode maximal belastet und muß praktisch die gesamte geforderte
» Leistung wegstecken können. Nur bei Unterspannung oder maximalen Strom wird
» sie nicht oder nur gering belastet.
» Grundsätzlich hört es sich eher kontraproduktiv an, wenn eine
» Solar-Stromquelle mit einem Analogregler an die nachfolgende Schaltung
» angepaßt werden muß. Das geht nur mit entsprechenden Verlusten
» (Wärmeabfuhr!). Optimal wären aufeinander abgestimmte Module und Regler.
» Aber Du hast was Du hast....
» zweitbeste Lösung wäre es, einen Schaltregler zwischenzuschalten. Den wirst
» Du aber für Deine Zwecke nicht sehr einfach fertig bekommen. Mit viel Glück
» könnte ein Universalnetzteil in Frage kommen, sofern es für Spannungen von
» 70V und darunter spezifiziert ist (Die elektronischen Netzteile wandeln die
» Netzspannung in Gleichspannung um und erzeugen daraus dann die
» Ausgangsspannung. Da die bei sinusförmiger Wechselspannung die daraus
» erzeugte Gleichspannung sqrt 2 = 1,4 der Nennspannung entspricht, wäre für
» eine Funktion bei 100V Gleichspannung eine Spezifizierte
» mindest-Wechselspannung von 70V (1/1,4) erforderlich. Grundsätzlich ist
» aber dieser Einsatz nicht ganz unproblematisch, es kann zur Überlastung des
» Eingangskreises kommen. Der Ausgang diesr Netzteile liegt aber im Bereich
» niedrigererer Spannungen, meist bis 24V.)
»
» Eine weitere Möglichkeit bestünde in einem Analogregler. Aber das ist wenig
» effizient, jedoch einfach:
» Eine z. B. 100V Z-Diode (1W) kannst Du mit max. 10mA belasten. praktisch
» würde ich nicht über 5mA gehen. der Laststrom sollte dann deutlich geringer
» sein, 2-3mA. Du brauchst aber 1A. 1A/2mA ergeben einen Faktor von 500. Der
» Aus der Z-Diode entnommene Strom wäre also um den Faktor 500 zu verstärken.
» Das geht nut mit einem Darlington Transistor (oder als Darlington
» geschalteten Transistoren).
» Die Z-Diode muß nun über einen Vorwiderstand, der den Strom auf z.B. max.
» 5mA begrenzt, an die Versorgungsspannung (>100V) gelegt werden. An der
» Kathode der Z-Diode liegt die Basis des Darlingtons, dessen Kollektor liegt
» ebenfalls an den >100V. Die Last liegt jetzt zwischen Emitter und Masse (an
» der auch die Anode der z_diode liegt). Der Transistor wird hier in der
» Kollektorschaltung (auch Emitterfolger genannt) betrieben. Die Spannung am
» Emitterwiderstand (also dem Verbraucher) entspricht etwa der Basisspannung
» (Z-Diode) + 0,7V (Ube). Der maximale Strom durch den Verbraucher entspricht
» dem der Z-Diodenschaltung entnehmbaren Strom x Verstärkungsfaktor des
» Transistors (ß oder hfe in den Datenblättern). Darlingtons liegen da im
» Bereich um 1000. Wichtig ist not die Spannungsfestigkeit Deines Transistors
» (>100V) also 140V, besser 180V Uce Typen wählen. Erwäge evtl. die
» Reihenschaltung von Z-Diode zwecks Leistungsaufteilung. Die Z-Dioden werden
» heiß, berücksichtige die Temperaturdrift, die kann gerade bei den hohen
» Spannungen erheblich sein!
»
» Viele Grüße
» Hartwig

Man kann die Z-Diode ja auch mit einer KSQ betreiben. Bei den wenigen mA durchaus beherrschbar. Natürlich sollte die KSQ die Spannung abkönnen (+ Sicherheit, also mind. 140 V). Für den Leistungstransistor eignet sich eine diskrete Variante (Komplementärdarlington) oder ein fertiger Darlingtontransistor. Im Datenblatt steht dann auch, bei welchem Kollektorstrom dieser Transi welche Verstärkung hat. Immerhin können beim Betrieb mehr als 20 Watt Verlustleistung anfallen, also sollte der Transistor schon ordentlich Reserven haben. Weiterhin würde ich den Transistor isoliert auf dem Kühler montieren, die 120 Volt fatschen ganz ordentlich am Finger (unter Umständen nur einmal, dann wirds dunkel im Hirn für immer). Und ein versehentlicher Kurzschluß am Ausgang bringt den Transistor in die ewigen Jagdgründe, einen Schutz dazu zu bauen ist nicht ganz ohne.

LG Sel



Gesamter Thread:

Minikurs: Die Power-Zenerdiode aus Zenerdiode und Transistor - Richard Bergmann, 21.10.2016, 15:36
Minikurs: Die Power-Zenerdiode aus Zenerdiode und Transistor - Hartwig(R), 21.10.2016, 21:46
Minikurs: Die Power-Zenerdiode aus Zenerdiode und Transistor - Sel(R), 22.10.2016, 12:55
Minikurs: Die Power-Zenerdiode aus Zenerdiode und Transistor - Richard Bergmann, 22.10.2016, 16:51
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