Regulador de tensión con diodo zener
Características, ejemplo de diseño

El Zener se puede utilizar para regular una fuente de tensión. Este semiconductor se se fabrica en una amplia variedad de tensiones y potencias

Estas van desde menos de 2 voltios hasta varios cientos de voltios, y la potencia que pueden disipar va desde 0.25 watts (vatios) hasta 50 watts (vatios) o más.

La potencia que disipa un diodo zener es simplemente la multiplicación del voltaje para el que fue fabricado por la corriente que circula por el. Pz = Vz x Iz

Esto significa que la máxima corriente que puede atravesar un diodo zener es: Iz = Pz / Vz.

Donde:
- Iz = Corriente que pasa por el diodo Zener
- Pz = Potencia del diodo zener (dato del fabricante)
- Vz = Tensión del diodo zener (dato del fabricante)

Ejemplo:  La corriente máxima que un diodo zener de 10 Voltios y 50 Watts (vatios), podrá aguantar será: Iz = Pz / Vz = 50 / 10 = 5 Amperios

Cálculo de la resistencia limitadora Rs. (ver esquema del regulador con diodo zener)

El cálculo de la resistencia Rs está determinado por la corriente que pedirá la carga (lo que vamos a conectara a esta fuente).

Esta resistencia (resistor) se puede calcular con la siguiente fórmula:

Rs = [Ven_min - Vz]  / 1.1 x IL_máx

donde:
- Ven (min): es el valor mínimo del voltaje de entrada. (acordarse que es una tensión no regulada y puede variar)
- IL (max): es el valor de la máxima corriente que pedirá la carga.

Una vez que se obtuvo Rs, se obtiene la potencia máxima del diodo zener, con ayuda de la siguiente fórmula:

PD = [[ Ven_min - Vz] / Rs  - IL_min] x Vz
 

Ejemplo de un diseño:

Una fuente de 15 voltios debe alimentar una carga con 9 Voltios, que consume una corriente que varía entre 200 y 350 mA. (mili amperios). Se escoge un diodo zener de 9.1 voltios pues no hay de 9 y...:

- Calculo de Rs:     Rs = (15 - 9.1) / (1.1 x 0.35) = 15 ohmios (ohms)
- Cálculo de la potencia del diodo zener:   PD = [ (15 - 9.1) / 15 ] x 9.1 = 3.58 watts o vatios.

Como no hay un diodo zener de 3.58 Vatios, se escoge uno de 5 vatios que es el más cercano

- Potencia de Rs:  Un cálculo adicional es la potencia de la resistencia Rs. Este se hace con la fórmula:  P = I² x R. Ver Potencia en una resistencia (ley de Joule)

Los datos actuales son:  I (max) = 350 miliamperios = 0.35 amperios y  Rs = 15 Ohmios (ohms)
aplicando la fórmula,  P_Rs = 0.35² x 15 = 1.84 Watts (vatios)

Esto significa que a la hora de comprar esta resistencia (resistor) deberá ser de 2 Watts o más
 

Enlaces relacionados
- Corriente continua
- Corriente alterna
- Probar diodos y transistores
- Regulador con Zener y transistor
 

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