Projete um regulador de tensão que mantenha uma tensão de saída de 20 V através de uma carga de
, com uma entrada que varie de 30 a 50 V . Ou seja, determine o valor apropriado de
e a corrente máxima
.
Passo 1
Beleza, então o enunciado pede pra gente projetar um regulador simples usando um diodo Zener, de modo que ele mantenha sempre 20 V na saída, alimentando uma carga de 1 kΩ, quando a fonte de entrada varia entre 30 V e 50 V.
Conteúdo: Regulador com diodo Zener, Lei de Ohm, divisão de corrente.
O que precisamos:
Conteúdo: Regulador com diodo Zener, Lei de Ohm, divisão de corrente.
O que precisamos:
- Calcular a corrente de carga
. - Dimensionar o resistor série
para que, no pior caso (tensão mínima de entrada), ainda haja corrente suficiente para manter 20 V. - Calcular a corrente máxima que vai passar pelo Zener (
) quando a entrada estiver no máximo e parte da corrente não for usada pela carga.
Passo 2
Primeiro, a corrente que a carga exige (corrente de carga):
Passo 3
Agora vamos achar
. A ideia é: no pior caso de entrada (30 V), todo excesso de tensão precisa cair em
e deve suprir pelo menos os 20 mA da carga (aqui a gente está desprezando uma corrente mínima do Zener, ou seja, projetamos para o caso em que o Zener começa a conduzir com praticamente zero corrente).
Então:
Então:
Passo 4
Por fim, a corrente máxima no Zener acontece quando a tensão de entrada estiver no máximo (50 V).
Nesse caso, a corrente total que sai de é
Nesse caso, a corrente total que sai de
Mas parte disso (20 mA) vai para a carga, então o que sobra é só pro Zener:
Resposta
Rs = 500 Ω
Corrente máxima do Zener = 40 mA
Corrente máxima do Zener