Diodo Zener como regulador en fuentes de alimentación
Regulación con Diodo Zener
Los Diodos Zener son componentes tipo Pasivo que por su alto dopaje en Silicio, permite actuar como un estabilizador de voltaje.
El Diodo Zener es un diodo de silicio que cuenta con diferente concentración de impurezas ofreciendo en sus extremos una caída de voltaje constante.
Particularmente trabaja en la “región Zener”, porque esta especialmente diseñado para tener un voltaje de ruptura reducido y que al polarizarse inversamente presenta una falla controlada manteniendo la corriente a través del voltaje de ruptura.
A grandes rasgos no abordaremos por completo el análisis del Diodo Zener ya que mucha de la literatura permite conocer más sobre ellos.
El objetivo de este apartado es conocer el tipo de arreglo que se puede conectar para usarse como reguladores de voltaje.
En el siguiente circuito se muestra una resistencia Rs en serie la cual forma
un divisor de voltaje:
La conexión del Diodo Zener en serie con la Rs permite un voltaje constante, no importa que el voltaje de entrada varíe o que el consumo de la carga aumente o disminuya.
Este arreglo actuara si aumenta el voltaje de entrada, la caída en los extremos
de la resistencia aumentan también la diferencia de potencial presente entre el cátodo y el ánodo del Zener manteniéndose constante.
De esta manera el Dioso Zener actúa como una
resistencia variable mostrada en el siguiente circuito:
Cuando el Diodo Zener se polariza inversamente; este voltaje
es el que se obtiene a la salida.
En caso de que se "abra" el Diodo Zener no regulara el voltaje por lo que en la entrada, el voltaje será el mismo que el voltaje de salida, provocando un
daño en la carga. En el caso de que pase a cero o dicho de otro modo común, se
ponga a corto el Diodo Zener, la resistencia en serie se quemará y todo lo que
este sobre la misma línea se pondrá igual en corto.
Un ejemplo de regulador con diodo zener:
El diodo entrega una salida de voltaje de 7.5 volts a una corriente de 100 mA.
Circuito regulador con Diodo Zener en serie
El funcionamiento principal del Diodo Zener en serie es
obtener un mayor voltaje dentro del circuito:
Esta misma conexión puede entregar varios voltajes de
salida regulados por distintos Diodos Zener como se muestra a continuación:
Circuito regulador con Diodo Zener en paralelo
La característica principal del arreglo en paralelo es que
se obtiene una mayor corriente, esto se debe por que cada diodos conectado en
paralelo tiene un consumo mismo de corriente por lo que si se suman mas diodos, la demanda de corriente en le entrada de alimentación será mayor.
Cada uno de los diodos cuenta con una resistencia en serie.
Fuentes Reguladas con Voltaje de Salida Ajustable
Al usar un potenciómetro, se puede dar uso a un circuito
que entregue un voltaje regulado variable, mismo que dependerá de la posición
central del potenciómetro:
Fuentes Reguladas más complicadas
La combinación mixta de Diodos Zener conectados en serie
y paralelo, origina una fuente con distintas caídas de tensión o voltaje.
En la entrada el Voltaje DIRECTO permite que en la primera red el consumo se mantenga como divisor de voltaje por lo que permite una disminución del mismo para la segunda red en serie.
Cada sección presenta un consumo de corriente según la red paralelo.
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