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Diodo Zener
Diodos Zener são diodos projetados para operar na região de ruptura, onde grandes variações de corrente produzem pequenas variações de tensões desta forma permitindo que se construa um regulador de tensão
IZT
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Izmin=menor corrente que mantém a tensão Vz = Izk=corrente de joelho
Izmáx= maxima corrente permitida sem que ocorra a destruição por efeito Joule
Vznom = tensão Zener nominal = tensão especificada a IZT
Pzmáx= máxima potencia que pode dissipar
Pzmáx=Vznom.Izmáx
Em geral Izmin=Izmáx/10
Características Elétricas
IZT= corrente de teste
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Modelos do Zener (polarização reversa)
≡
simplificado Considera a resistência do Zener
Em polarização direta o Zener se comporta como diodo comum
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Os valores de potência mais conhecidos são: 0,25W - 0,5W - 1W - 5W - 10W- 50W.
Os valores de tensão Zener estão compreendidos entre 3,3V e 75V
Exemplos de Zeners comerciais:
1N4729A para 3,6V - 1N4730A para 3,9V - 1N4735A para 6,2V
Se escolhermos o 1N4735A de 1W a máxima corrente que ele pode conduzir
Izmax=1W/6,2V = 161mA e a mínima aproximadamente 16mA
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Circuito regulador com Zener
Rs deve ser dimensionada de forma que o circuito mantenha a regulação mesmo que a carga varie entre um máximo e um mínimo ao mesmo tempo que a tensão de entrada varie entre dois limites (Vemáx e Vemin)
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Exercício
Considerando o Zener 1N4735 de 0,5W (VZ=6,2V IZmáx=80mA e IZmin=8mA) no circuito a seguir calcule os limites que pode ter RL para que o Zener possa operar dentro da região de regulação.
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Solução:
Estando o Zener operando normalmente (VL=VZ=6,2V) a corrente IS valerá:
mAK
VVI S 6,96
06,0
2,612
O que acontece se RL diminuir de valor?
A corrente de carga aumenta, diminuindo a corrente no Zener, logo o RLmin está associado à menor corrente no Zener (Izmin)
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Circuito com Izmin
IL= 96,6 – 8 =88,6mA o que significa uma resistência de
706,88
2,6
mA
VRL Valor mínimo antes de perder a regulação
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Se RL aumentar diminui a corrente na carga, aumentando a corrente no Zener.logo o RLmáx está associado à maior corrente no Zener (Izmáx)
Se RL for infinito (circuito aberto) toda a corrente em RS (96,6mA) circulará no Zener o que significará a destruição do mesmo.
Qual o RL máximo?
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Consideremos o caso limite superior de corrente no Zener.
A corrente na carga será igual a: IL= 96,6 – 80 =16,6mA
3766,16
2,6
mA
VRL
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No circuito o diodo é ideal com Vz = 12V, Rs = 920 ohms e RL = 2400 ohms. Determine a corrente na carga, no diodo zener e da fonte para Vin = 25V
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Para o circuito, determine a faixa de Vi que manterá VL em 8V e não exceda potência máxima nominal do diodo zener
Obs: Considerar Izmin=Izmáx/10
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No circuito a corrente IL é igual a 100mA. A tensão de saída Vs é de 12V e a tensão Ve varia entre 20 e 25V. Se Rs= 72 ohms, determinar a potência máxima dissipada no diodo zener
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Regulador de Três Terminais
Geram uma tensão de referencia fixa entre dois terminais a partir de uma entrada não regulada
Entrada não regulada saída regulada
IN = terminal de entrada
OUT = terminal de saida
ADJ (GND) = terminal de ajuste (terra)
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Principal aplicação: Substituição de uma única fonte local por varias no local onde é necessária
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Regulador de Três Terminais – Tensão Fixa
São os reguladores da família 78XX e 79XX – XX são os valores da tensão
78XX – Tensão positiva
79XX – Tensão negativa
•Proteção contra curto circuito na saída.
• Tensões: 5V/6V/12V/15V/24V.
•Vinmin=XX+3V.
•Vinmáx: 35V
•Imáx: 1A
•PDmáx: 15W (PD=Vin – Vout).IL
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Encapsulamentos
TO-220 Plastic Package
78XX79XX
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Aplicações
C1 deve ser usado se o filtro estiver longe.C2 melhora a resposta melhora a resposta a transientes
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Aplicações
Para manter a regulagem: VIN - Vout >3V onde Vout =5V+VL
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Aplicações
Fonte: http://ivairijs.vilabol.uol.com.br/regulador1.html
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Aplicações Típicas
Fonte: http://ivairijs.vilabol.uol.com.br/regulador1.html
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Aplicações
Fonte: http://ivairijs.vilabol.uol.com.br/regulador1.html
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Regulador de Três Terminais - Ajustável
Estes reguladores fornecem uma tensão de referencia de 1,25V entre os dois terminais OUT e ADJ. Os principais CIs são LM117 e LM317
•Podem fornecer tensões entre 1,25V a 37V com corrente até 1,5A.
•Quando a entrada variar de 3V a 40V.
•Variação na saída de no máximo 1%.
•Garantia de no maximo 0,01% de regulação de linha (melhor que os fixos)
•Garantia de no maximo 0,3% de regulação de carga.
•Proteção contra curto circuito na saída.
1,25V
Fonte: http://www.national.com/mpf/LM/LM317.html#Overview
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Regulação de Linha
100% xVe
Vsrlinha
100)min(
)min()(%arg x
alnocorrenteVs
imacorrenteVsmáximacorrenteVsarc
Regulação de Carga
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Encapsulamentos
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1,25V
I2
2
25,12
R
VI
IADJ
IADJ=0 I1=I2
U1
2
25,1.11R
VRU
VS
VS=1,25V + U1 )2
11.(25,1R
RVS
Circuito Básico
Se R1 for ajustável a saída será ajustável
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Quais os limites para a tensão na saída (Vs)?
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Fonte: http://ivairijs.vilabol.uol.com.br/regulador1.html