Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständnisfrage Z-Diode


von Sacx (Gast)


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Hallo Zusammen...

Ich versuche gerade einen Schaltplan zu entwerfen, in dem ich auch zwei 
Spannungsregler 7805 und 7812 einbauen werde.

Die Spannungsversorgung für die Regler kommt von einem Labornetzteil, 
ist also variabel einstellbar. Da die Regler eine Eingangspannung von 
35-40V abkönnen, hätte ich gedacht, das ich hier nun eine Schutzdiode 
einbauen muss, die mir die Spannung nicht über 40V kommen lässt. Stimmt 
das, oder lieg ich da falsch?

Wenn das stimmt... könnte mir einer erklären wieso mein Prof. in der 
oben angehängten Schaltung eine 1N4004-Diode (D6) benutzt, die für 400V 
ausgelegt ist. Oder ist diese gar nicht da, um den Regler vor 
Überspannung zu schützen, sondern schützt stattdessen nur das Netzteil?

Die Diode D5 schützt doch den Regler, wenn beim Ausschalten schädliche 
Ströme vom Ausgang des Reglers zum Eingang fließen?!



Gruß Sacx

: Verschoben durch Moderator
von Marek N. (Gast)


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Nabend

Diode D6 ist eine reine Verpolungsschutzdiode. Sie soll nicht nur den 
Spannungsregler schützen, sondern auch den Elko. So eine Sauerei muss 
man mal gesehen haben!

Beste Grüße, Marek

von Harald W. (wilhelms)


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Sacx schrieb:

> Die Spannungsversorgung für die Regler kommt von einem Labornetzteil,
> ist also variabel einstellbar. Da die Regler eine Eingangspannung von
> 35-40V abkönnen, hätte ich gedacht, das ich hier nun eine Schutzdiode
> einbauen muss, die mir die Spannung nicht über 40V kommen lässt. Stimmt
> das, oder lieg ich da falsch?

Wenn Du ein Labornetzteil hast, bestimmst Du doch selbst,
wie hoch Du es drehst
>
> Wenn das stimmt... könnte mir einer erklären wieso mein Prof. in der
> oben angehängten Schaltung eine 1N4004-Diode (D6) benutzt, die für 400V
> ausgelegt ist. Oder ist diese gar nicht da, um den Regler vor
> Überspannung zu schützen, sondern schützt stattdessen nur das Netzteil?

Es ist die sog. Dummheitsdiode, die Deine Netzteile dagegen schützt,
das Du falschherum anschliesst. ( + und - vertauscht)

> Die Diode D5 schützt doch den Regler, wenn beim Ausschalten schädliche
> Ströme vom Ausgang des Reglers zum Eingang fließen?!

Nein.
Gruss
Harald

von olli (Gast)


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Die 1N4004 ist keine Z-Diode, sie geht über 400V kaputt.

von Andreas (Gast)


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D6 ist einfach nur ein Verpolungsschutz, die schützt nicht vor 
Überspannung.

>hätte ich gedacht, das ich hier nun eine Schutzdiode
>einbauen muss, die mir die Spannung nicht über 40V kommen lässt.

Bloß eine Diode einbauen reicht nicht, da muss schon ein bisschen mehr 
an Aufwand betrieben werden, z.B. eine "Crowbar"-Schaltung in Verbindung 
mit einer flinken Sicherung.

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/crowbar.htm

>Die Diode D5 schützt doch den Regler, wenn beim Ausschalten schädliche
>Ströme vom Ausgang des Reglers zum Eingang fließen?!

Korrekt.

von holger (Gast)


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>> Die Diode D5 schützt doch den Regler, wenn beim Ausschalten schädliche
>> Ströme vom Ausgang des Reglers zum Eingang fließen?!
>
>Nein.

Naja, nein ist nicht ganz richtig. D5 schützt den Regler
wenn die Eingangsspannung kleiner wird als die Ausgangsspannung.
Was in der Regel aber nicht passiert. Da müsste man von der
Ausgangsseite irgendwas einspeisen.

von Benjamin S. (recycler)


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Du kannst auch eine andere Diode 1N400x verwenden, was gerade rumliegt.
Die 1N4004 ist halt ein Bauteil, was man zu Hause hat :)

von Andreas (Gast)


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Zur Funktionsweise dieser Diode:

http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsregler#Beschaltung

Soll also dann schützen, wenn größere Kondensatoren am Ausgang sind, 
weil dann sehr wohl ein Strom zurück über den Spannungsregler fließen 
kann. Die mögen das garnicht und sind dann beleidigt.

von Axel H. (axhieb)


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die D5 ist zum Schutz des Reglers falls am Ausgang des Reglers eine 
höhere Spannung anliegt als am Ausgang, denn das verträgt der Regler 
nicht, deshalb sollte die Diode ein möglichst kleine Flussspannung 
haben! ist aber optional wird meistens nicht eingeplant- ich verwende 
sie immer da ich mir schon ein paar Regler so geschossen habe

D6 ist eine reine Verpolungsschutzdiode

um den Regler vor Überspannung zu schützen kannst du eine Z-Diode 
verwenden, da diese oft zu langsam reagieren gibt es 
Suppressordioden/tsv
die Suppressordiode ist das gegenstück zum Varistor in der 
Kleinspannungs- und kleinstspannungstechnik

die Suppressordiode sollte parallel(wie eine z-diode, in Sperreichtung) 
zum eingangs Elko angebracht werden und auf jeden Fall nach der 
Verpolungsschutzdiode, da im kurtzschluss Fall die Suppressordiode 
sonnst durchbernnt

von Sacx (Gast)


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Nabend Marek

Also wäre eine Verpolungsschutzdiode für mich auch "wichtig", da später 
Studenten an meinem Versuchsaufbau experimentieren werden und wie ich 
die Stundenten (und mich) kenne, gibts da 100% welche, die + und - 
vertauschen ^^

Somit könnte ich diese Fehlerquelle schonmal ausschließen. Da würde dann 
auch die 1N4004 Sinn machen, da sie das Netzteil niemals auf so hohe 
Spannungen aufdrehen könnten.

Um nun aber die andere Fehlerquelle zu beseitigen und zwar, dass die 
Spannung für die Regler zu HOCH wird, bräuchte ich doch eine Diode, die 
mir ein gewisse Zenerspannung liefert, z.B. diese hier  ---->  ZPY 36 V

Normalerweise wird hierzu noch ein Vorwiderstand geschalten... Wie lege 
ich diesen genau aus?

Gruß Sacx

von GeraldB (Gast)


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Sacx schrieb:
> Da die Regler eine Eingangspannung von 35-40V abkönnen...

Woher hast du das? Hat das dein Prof gesagt oder hast du das Datenblatt 
nicht richtig gelesen? Das heißt nicht 35 bis 40V sondern 35 oder 40V 
und zwar abhängig von der Ausgangsspannung. Bis 18V (7818) sind nur max. 
35V Eingangsspannung erlaubt, wobei beim 7805 höchstens 25V und beim 
7812 höchstens 30V empfohlen werden.

von Sacx (Gast)


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Danke an alle...

@Axel:

Statt der ZPY 36 V dann lieber diese Surpressordiode (5KP36CA) 
verwenden?

von Sunny (Gast)


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Sacx schrieb:
> Normalerweise wird hierzu noch ein Vorwiderstand geschalten... Wie lege
>
> ich diesen genau aus?

Das geht nicht mit dem Vorwiderstand und Z-diode weil der Strom zu gross 
ist.Mit der Z-diode geh's nur wenn kleiner Strom entnomen wird.

von Sacx (Gast)


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Danke Gerald!

Das hab ich dann wohl falsch gelesen bzw überlesen ;)

Also macht es auch wenig Sinn beide Regler, also 7805 und 7812, über ein 
und den selben Eingang zu speißen, wenn die Spannung von einem Studenten 
möglicherweise über 30V eingestellt wird. Also baue ich am besten eine 
Surpressordiode für den Fall ein, dass mehr als 25V eingestellt werden.


Desweiteren wollte ich für den Laborversuch einen 7812er als Heizelement 
benutzen. Dabei hätte ich einen 120 Ohm Lastwiderstand eingebaut, damit 
der Regler 0,1A zieht. Je 1V Spannungszunahme über 12 bzw 15V steigt 
dann die Temperatur des Reglers um 5°C.

Um hier die maximale "Heizleistung" ausnutzen zu können, könnte ich dann 
ja eine Surpressordiode für den 30V Fall benutzen und diesen Regler 
seperat über ein anderes Netzteil versorgen.

von Harald W. (wilhelms)


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Sacx schrieb:
> Nabend Marek
>
> Also wäre eine Verpolungsschutzdiode für mich auch "wichtig", da später
> Studenten an meinem Versuchsaufbau experimentieren werden und wie ich
> die Stundenten (und mich) kenne, gibts da 100% welche, die + und -
> vertauschen ^^
>
> Somit könnte ich diese Fehlerquelle schonmal ausschließen. Da würde dann
> auch die 1N4004 Sinn machen, da sie das Netzteil niemals auf so hohe
> Spannungen aufdrehen könnten.
>
> Um nun aber die andere Fehlerquelle zu beseitigen und zwar, dass die
> Spannung für die Regler zu HOCH wird, bräuchte ich doch eine Diode, die
> mir ein gewisse Zenerspannung liefert, z.B. diese hier  ---->  ZPY 36 V

Theoretisch schon, praktisch brauchst Du eine Crowbar-Schaltung
mit vorgeschalteter Sicherung.
Gruss
Harald

von holger (Gast)


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>Um nun aber die andere Fehlerquelle zu beseitigen und zwar, dass die
>Spannung für die Regler zu HOCH wird,

Nimm ein Netzteil das maximal 15V kann, dann passt das.

von Axel H. (axhieb)


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ja die schaud gut aus (5KP36CA)
die würde dann einen Schutz ab 36 Volt gewährleisten
ist viel verträgt dein Regler so viel??
hierbei verwendest du keinen Widerstand
da du ja willst das die überschüssige Energie über die Diode läuft mit 
einem vor Widerstand würdest du nur den strom begrenzen und so mit würde 
die diode ihre Schutzfunktion verlieren...
und um die Diode zu schützen müsstest du dann noch eine 
Schmelztsicherung oder eine polyfuse verwenden da die Diode bei zu viel 
Leistung durchbrennt und so auch wieder ihre Schutzfunktion verliert...

von Axel H. (axhieb)


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ich finde eine Crowbar-Schaltung in diesem Fall für nicht richtig da 
diese wenn der tyristor einmal durchschaltet immer durchschalte, wenn 
man mit der Spannung runtergeht leitet der tyristor noch immer, die 
Schaltung müsste dann zwangsläufig spannungsreif gemacht werden.
wenn die Schaltung nicht schnell genug spannungsfrei gemacht wird(ein 
par sec), geht die Sicherung kaputt...

und die TVS-Diode wird mit Spannungen bis zu 60V fertig und eine 
vorgeschalten Sicherung oder eine gut ausgewählte Verpolungsschutzdiode 
schützt die TVS-Diode vor dem durchbrennen...

von Sacx (Gast)


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@Axel

Ja, die 36V waren zu viel...

Sollten für den 7805er um die 25V sein, also eher diese hier: P 6 KE 27 
CA


Also baue ich im Grunde zur Sicherheit am Anfang der Schaltung eine 
Verpolungsschutzdiode (1N4004) und parallel zum Eingangselko des Reglers 
die Surpressor-Diode (P 6 KE 27 CA) ein.

Eine Sicherung befindet sich ja im Labornetzteil, oder sollte ich besser 
in der Schaltung eine integrieren. Und wenn ja, kommt die dann vor oder 
nach der Verpolungsschutzdiode?

von Sunny (Gast)


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Am besten ist so eine Lösung.

Beitrag "Einfacher Spannungsregler"

von Axel H. (axhieb)


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die maximale Eingangsspannung hängt vor Hersteller, Baugröße etc. ab 
muss du dann im Datenblatt nachschauen, ich weiß es jetzt nicht 
auswendig, aber 25V klingen sinnvoll.

du musst eine eigene Sicherung auf dem Board anbringen
diese musst du auf die Schaltung anpassen,
also du musst wissen wie viel Strom deine Schaltung maximal zieht...
ich würde dir so eine empfelen
http://de.wikipedia.org/wiki/Selbstr%C3%BCckstellende_Sicherung
die muss man nicht austauschen

oder du wählst die Verpolungschutzdiode so das die bei dem maximal strom 
einfach den geist auf gibt (nur bei Platzmangel == pfusch!)

von Axel H. (axhieb)


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@sunny in diesem aArtikel geht es um etwas anderes...
und zwar wie ein Linearspannungswandler funktioniert
zuerst lesen!!

von Sacx (Gast)


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Das mit der selbstrückstellenden Sicherung ist eine gute Idee. Die baue 
ich dann einfach nach der Verpolungsschutzdiode ein oder?

Hohe Ströme fließen in meiner Schaltung nicht. Wenn alle Elemente 
gleichzeitig an wären, was normalerweise nie der Fall sein sollte, 
würden sich Ströme von etwa 400mA ergeben.

von Axel H. (axhieb)


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die Sicherung wird normalerweise vor die Diode gesetzt, ist aber 
eigentlich egal

von Michael_ (Gast)


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Axel H. schrieb:

> du musst eine eigene Sicherung auf dem Board anbringen
> diese musst du auf die Schaltung anpassen,
So ein Käse! Die 78XX begrenzen auf ungefährliche Werte.

von Axel H. (axhieb)


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ja aber die TVS-Diode solte man vielleicht auch schützen ...

tja ich weiße es auch nicht aber ich denke wenn die durchbennt kann der 
Regler auch nicht mehr viel Schützen (bei 40V), aber ich rede eh nur 
käse

von Sacx (Gast)


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Danke Axel :)

von Axel H. (axhieb)


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np

von Sunny (Gast)


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Axel H. schrieb:
> @sunny in diesem aArtikel geht es um etwas anderes...
>
> und zwar wie ein Linearspannungswandler funktioniert
>
> zuerst lesen!!


Ja, aber man kann ihn zu Spannungsbegrenzung benutzen.

von HildeK (Gast)


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Mache doch eine primitive Vorregelung mit Z-Diode und Transistor davor, 
so wie hier dargestellt:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204131.htm
Einen Transistor zu bekommen, der mehr als 40V aushält, ist kein 
Problem. Allerdings wirst du ihn auf einen Kühlkörper setzen müssen. 
Eine Strombegrenzung ist durch den nachfolgenden 78xx vorhanden, deshalb 
kann man auf Rc verzichten.
Wähle die Z-Diode so, dass dein 78xx noch überlebt - z.B. 27V oder 33V.
Die Schaltung hat so etwa 1-2V Drop und ist auch nicht besonders toll 
als Spannungsregler. Sie verhindert aber, dass die Ausgangsspannung über 
28V bzw 34V ansteigt - auch wenn mal 50V angelegt werden.

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