Die Z-Diode

Dieses Thema im Forum "Elektrotechnik" wurde erstellt von Ariane, 15 Feb. 2007.

  1. Hi,
    ich hab eine Frage zum Thema Z-Diode, dabei sit zu beachten das Schaltungen nie meine Stärke waren.
    Die Aufgabe ist es ein Programm zu schreiben das die Kennlinien(2 -STrom u. Spannung) für eine Z-Diodenschaltung zu zeichnen.
    Aber ich bin mir gar nicht sicher was für FOrmeln ich da wir nutzen muss...
    Das eine wird dann bestimmt die Kennlinie für Iz sein oder? ABer wie berechne ich das?
    Welche Eingaben bräuchte ich vom Nutzer?
    Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
    Gruß & Danke Ariane.
     
  2. AW: Die Z-Diode

    Man könnte, Ariane,
    eine Spannungsquelle nehmen, die eine gewisse Toleranz hat.
    Über einen Widerstand Rv gehts zur Zenerdiode mit Spannung Uz, der ein Belastungswiderstand Ra parallel geschaltet ist.
    Die Größen der blau markierten Teile müsste man vorher abfragen.
    In der einfachsten Lösung hat die Zenerdiode einfach eine bestimmte (vom Strom unabhängige) Zenerspannung.
    In einem weiteren Ausbau könnte man die echten Daten der Zenerdioden eingeben (oder näherungsweise eine Formel dafür) und vor allem die Leistungsgrenze.

    Wirf doch einen Blick auf
    http://www.techniker-forum.de/elektrotechnik-27/z-diode-18518.html
     
  3. AW: Die Z-Diode

    Hi,
    den Vorwiderstand könnte ich doch aber auh berechnen oder?
    Geht ja wenn ich alle Werte hab, also auch die der ZDiode.
    DIe Werte für die Z-Diode alsu Uz und Ptot würde ich mir dann auch geben lassen
    Zu deiner Weiterleitung....
    Hab ich mir soweit angeschaut, FUnktonsweise und ZUsammenhänge sind mir soweit klar, aber wenn es an die berechungen geht ist es vorbei, z.B. für Iz,da hab ich nur eine Formel für gefunden bei wiki habe ich allerding nicht verstanden bzw. konnte nichts damit anfangen....für die berechnungen gehe ich dann von den eingegebenen werten aus.
    Kannst/könnt ihr mir eine Formel sagen?
    Wenn ich das dann mal beechnet hab, kann ich den Stromverlauf darstellen, also Iz in abhänigkeit von Ue.
    Aber was nehme ich für den Spannungsverlauf?
    Viele Dank,
    Ariane
     
    Maratos gefällt das.
  4. AW: Die Z-Diode

    Ja, natürlich, Ariane.

    Berechnung (ideale Zenerdiode):
    Belastungsstrom: Ia = Uz / Ra
    Maximaler Vorwiderstand Rv = (U-Toleranz - Uz) / (Ia + Izmin)
    (Sicherheitshalber die 5mA Grundstrom Izmin durch die Zenerdiode schicken).
    Maximaler Strom durch die Zenerdiode Izmax = (U+Toleranz - Uz)/Rv - Ia
    Maximale Leistung in der Zenerdiode: Pz = Izmax * Uz
     
  5. AW: Die Z-Diode

    Ah ok, soweit hatte ich die Berechnungen schon mal gefunden, gab da aber immer andere, ich nehm mal deine, die klingen gut ^^
    Aber wie berechne ich denn nun Iz? Ist ja jetzt nur der maximale Wert (wenn es darüber geht wird die Diode zerstört oder?)
    Ia ist der Ausgangsstrom oder?
    Wofür brauche ich Pz noch?
    Sorry, hab wie gesagt wenig ahnung von Schaltungen...
    Danke & Gruß,
    Ariane
     
  6. AW: Die Z-Diode

    Ja, so ungefähr, Ariane,
    Pz könntest Du auch ausgeben, da die Z-Diode sonst verbrennt, wenn sie die Leistung nicht schafft.

    Iz ist bei Spannung minus Toleranz 5 mA und bei
    Izmax = [ (Spannung + Toleranz - Uz) / Rv ] - Ia
    Pzmax = Izmax * Uz
     
  7. AW: Die Z-Diode

    hi,
    danke schon mal.
    Aber mit dem letzten komme ich nicht ganz klar, also
    wie man IZ nun berechnet, wenn ich da ein Diagramm zeichnen möchte.
    Das ist doch am Ende die Kennlinie die plötzlich steil ansteigt oder, wenn Uz erreicht wurde?

    Grüße & Danke Ariane
     
  8. AW: Die Z-Diode

    Ja, schon, Ariane,
    wenn man die Zenerdiode an eine feste Spannung hängt. Aber das tun wir ja nicht, wir speisen die Zenerdiode über einen Widerstand.
    Das gibt im Strom-Spannungsdiagramm eine schräge Linie von Uo weg. Diese Linie schneidet (schräg) die Kennlinie der Zenerdiode - das ist der Arbeitspunkt, für den wir obige Berechnung angestellt haben.
    1. Schritt: Verbraucherstrom Ia bestimmen
    2. Schritt: Zenerstrom Iz festlegen und damit die Spannung Uz an der Zenerdiode.
    3. Vorwiderstand Rv = (Umin - Uz) / (Iz + Ia)
    4. Maximaler Zener-Strom: (Umax - Uz) / Rv - Ia
    5. Zenerleistung = (Maximaler Zener-Strom) * Uz
     
  9. AW: Die Z-Diode

    Hi,
    ich wollte aber auch eigentlich die Kennlinie der Z-Diode darstellen.
    Ich soll ja 2 Diagramme zeichnen und hab da einmal das genommen für en Zusammenhang von UE und UA, da sieht man ja schon mal gut wie sich die Spannung stabilisiert.
    Und fürs 2, dachte ich dann wäre es ganz gut zu zeigen wie das ganze niederohmig wird ab der Zennerspannung und dafür müsste ich ja IZ im zusammanhang zu Ue darstellen, oder wäre die andere Kennlinie die du meintest geeigenter? ich fand nämlich gerade die mit dem Anstieg interresant.
    Die Zenerleistung wollte ich mir vom Nutzer geben lassen.

    Gruß,
    Ariane
     
    Dideldumm gefällt das.
  10. AW: Die Z-Diode

    Ja, finde ich gut, Ariane,
    so etwa?
    http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Arbeitspunktänderung_Diode.png
     
  11. AW: Die Z-Diode

    Ja genau das war mein Plan, deswegen wollte ich auch immer Iz berechnen.
    Kannst du mir denn sagen wie ich dafür die Werte berechne?
    Grüße,
    Ariane
     
  12. AW: Die Z-Diode

    Wenn Du die Kurven per Programm zeichnest, Ariane,
    hast Du entweder Formeln oder Wertetabellen. Da kannst Du doch per Programm die Schnittpunkte ermitteln, oder?

    Die Kennlinie der Zenerdiode ist i.A. eine etwas komplizierte e-Funktion.
    Üblicherweise übernimmt man die Kurven aus den Datenblättern. Eine andere Möglichkeit ist, die Parameter dafür aus den Spline-Modellen zu entnehmen. Für Deinen Fall genügt m.E. eine Tabelle aus x/y-Werten.
     
  13. AW: Die Z-Diode

    Ich kann ja die Kurve nicht übernehemen, leider ;) da der Nutzer ja angibt um was für eine Z-Diode es sich handelt.
    Die Werte für die Wertetabelle müsste das Programm berechnen, der Nutzer soll eigtnlich nur die ganz einfachen Sachen eingeben wie uE,Toleranz,Ptot,Uz, RL.
    Ich wollte also über die von mir angegebenen Formeln(RV,UA, eigentl auch IZ) die Wertetabelle berechnen.
    Kann ich mit den Daten schon auf die Kennlinie kommen?
    Was sind Spline-Modelle?
     
  14. AW: Die Z-Diode

    Ja, die hatte ich schon mal gesehen, aber einige Bezeichnungen sind mir dabei unklar.
    Uz = Zenerspannug,
    UD = Spanung die durch die Diode fließt (also wenn UE=10,Uz=4, dann ist UD = 6 )oder?
    ja und dann hört es schon auf.
    Was ist IBR?
    und was ist dann das über e, das obere ist ja klar, aber mir ist nicht klar was ich da unten rechnen mus...
     
  15. AW: Die Z-Diode

    Hi Isabelle,

    danke schon mal für die Hilfe bisher.
    Ich hab mich nochmal etwas mit der Formel beschäftigt.
    also das n^BR (das unter dem Bruchstrich) ist wohl immer ca. 1, hab ich so gelesen. Stimmt das?
    Für UT hab ich nichts genaues gefunden, aber T hatte oft etwas mit der Temperatur zu tun, die kann ich bei mir ja theoritsch vernachlässigen. Kann ich da dann auch 1 einsetzen?
    Aber dann wäre das ja fast überflüssig und für IBR hab ich keine Ahnung. ich dachte BR hat was mit dem Durchbruch effekt zu tun? Oder ist das vieleicht dan IZmin, weil da der Arbeitspunkt beginnt?
    Ich hoffe du kannst mir nochmal helfen.

    Viele Grüße,
    Ariane
     
  16. AW: Die Z-Diode

    Bin ich leider auch überfragt. UD wird 0,7V Durchlassspannung sein, T wird 293 Kelvin sein
    Musst hat probieren, bis die Kurve der Datenblätter rauskommt.

    Die Spice-Parameter sind bei einer 6,8V-Zenerdiode:
    Vz = 6.800V
    Iz = 0.03500 A
    Zz = 0.9

    BV = 6,881
    IBV = 0.9237

    Is = 64.99nA
    N = 1.293
    Rs=0.1
    Ikf=0
    Xti=3
    Eg=1.11
    Cjo=1.326pF
    M=0.3333
    Vj = 0.75
    Fc = 0.5
    Isr = 1.094
    Nr = 2
    Bv = 6.881
    Ibv = 0.9237
    Tt = 8.656n

    Ich kann nicht viel anfangen mit diesen Werten, aber man sieht, wie fein das Modell ausgearbeitet ist.

    Siehe hier:
    http://www.aeng.com/articles/zener.pdf

    http://people.fh-aargau.ch/staff/richard_schorpp/Dateien/PSpice-Parameter_V1.pdf
     
    #17 Isabell, 13 März 2007
    Zuletzt bearbeitet: 13 März 2007
  17. AW: Die Z-Diode

    Hi Isabell,
    danke für deine Mühe.
    Ich hatte mirschon gedacht das das relativ kompliziert sein könnte, weil man ja sonst kaum etwas dazu gefunden hat im Net.
    Deswegen hab ich mir auch Gedanken gemacht, wie man es einfacher darstellen kann.
    Es ist doch so das der Anstieg der Kurve zwischen Izmin und Izmax, bei einer idealen Diode linear ist oder?
    Und davor ist es ja fast immer null und den kleinen Anstieg zu Izmin hin könnte man ja improvisieren.
    Aber kann man den Anstieg irgendwie berechnen?
    Kannt du mir noch sagen was es mit dem Glättungsfaktor/Stabillisierungsfaltor auf sich hat? Also was er insgesamt aussagt?

    Gruß,
    Ariane
     
  18. AW: Die Z-Diode

    Hi Isabell,
    danke wiedermal.
    das wäre natürlich eine Idee. Aber das würde ja nicht funktionieren, da der NUtzer eigentlich die Z-diode angibt und ich denke der Anstieg wird da bei jeder Z-Diode anders sein.

    ICh werde mal weiter suchen vieleicht finde ich ja noch eine Lösung.

    Grüße,
    Ariane
     

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