Hallo. Eine Mischspannung von U = 5V+0.7V*sin (wt) soll mithilfe einer ZDiode mit Vorwiderstand auf 3V stablilisiert werden. Rthz = 600K/W, Uz = 3V Der Widerstand muss so gewählt werden, dass die Übertemperatur der Diode im Leerlauf 60K nicht überschreitet. Ich bin folgendermaßen vorgegangen: Erst die Verlustleistung der Diode ausgerechnet zu Pd = (60K-20°C)/(600K/W) = 66.6mW und damit den Strom durch die Diode bzw. den Vorwiderstand I = 66.6mW/3V = 22.2mA und somit für den Vorwiderstand R = (5.7V-3V)/22.2mA = 121.6 Ohm Was habe ich falsch gemacht ?
@ Polunhg (Gast) >Eine Mischspannung von U = 5V+0.7V*sin (wt) soll mithilfe einer ZDiode >mit Vorwiderstand auf 3V stablilisiert werden. Hausaufgaben. >Rthz = 600K/W, Uz = 3V >Der Widerstand muss so gewählt werden, dass die Übertemperatur der Diode >im Leerlauf 60K nicht überschreitet. >Ich bin folgendermaßen vorgegangen: Erst die Verlustleistung der Diode >ausgerechnet zu Pd = (60K-20°C)/(600K/W) = 66.6mW und damit den Strom Nö. Das geht schon mal von den Einheiten nicht. K und °C sollte man nicht so lax mischen. Außerdem hast du doch schon die Angabe der Übertemperatur. Pmax = dT / R_thetha = 60K / 600 K/W = 0,1W I = R / U = 100mW / 3V = 33mA >durch die Diode bzw. den Vorwiderstand I = 66.6mW/3V = 22.2mA und somit >für den Vorwiderstand R = (5.7V-3V)/22.2mA = 121.6 Ohm Mit anderen Zahlen stimmt der Rechenweg dann wieder und man kommt auf 82 Ohm. Was für Zufall, daß es den als Standardwert gibt ;-) >Was habe ich falsch gemacht ? Woran erkennst du das? Sagt die Lösung was anderes?
Polunhg schrieb: > Was habe ich falsch gemacht ? Du berechnest den Widerstand für den "worst case" 5,7V, nicht für deinen Fall mit 5V Sinus. --> Effektivwert.
Polunhg schrieb: > Pd = (60K-20°C)/(600K/W) = 66.6mW Wo kommen die 20°C her? Die Übertemperatur wird alleine durch die Verlustleistung und den Wärmeübergang bestimmte.
Falk B. schrieb: > Nö. Das geht schon mal von den Einheiten nicht. K und °C sollte man > nicht so lax mischen. Was stört bei einer Subtraktion ein Offset von 273.15K.
@ Wolfgang (Gast) >> Nö. Das geht schon mal von den Einheiten nicht. K und °C sollte man >> nicht so lax mischen. >Was stört bei einer Subtraktion ein Offset von 273.15K. Die Tatsache, daß die Formel falsch ist? Die 60K sind eine TemperaturDIFFERENZ, keine Absoluttemperatur.
Polunhg schrieb: > Eine Mischspannung von U = 5V+0.7V*sin (wt) soll mithilfe einer ZDiode > mit Vorwiderstand auf 3V stablilisiert werden. Hausaufgabe. Polunhg schrieb: > Erst die Verlustleistung der Diode ausgerechnet zu Pd = (60K-20°C)/(600K/W) 60K Übertemperatur sind doch unabhängig von der Umgeungstemperatur 20 GradC. Die Differenz ist also schon mal falsch. Polunhg schrieb: > damit den Strom durch die Diode bzw. den Vorwiderstand I = 66.6mW/3V = 22.2mA Das ist der MAXIMALstrom. Fährst du mit einem Auto^WFahrrad auch immer mit 180km/h durch die Innenstadt weil es dessen MAXIMALgeschwindigkeit ist ? 120 Ohm ist schon ok, 1k2 täe es auch, 12k ebenfalls, 120k sowieso, es häöngt von anderen nicht angegebenen Vorgaben ab welches der MINIMALwert ist.
Falk B. schrieb: > Die Tatsache, daß die Formel falsch ist? Die 60K sind eine > TemperaturDIFFERENZ, keine Absoluttemperatur. Und was hat das mit der Mischung von Einheiten zu tun. Bei Differenztemperaturen ist es kein Unterschied, ob man die in K oder °C angibt, weil beide Skalen die selbe Teilung verwenden.
@Wolfgang (Gast) >> Die Tatsache, daß die Formel falsch ist? Die 60K sind eine >> TemperaturDIFFERENZ, keine Absoluttemperatur. >Und was hat das mit der Mischung von Einheiten zu tun. Sehr viel. Man sieht hier, wie man durch blindes Losrechnen Unsinn fabriziert. >Bei Differenztemperaturen ist es kein Unterschied, ob man die in K oder °C >angibt, weil beide Skalen die selbe Teilung verwenden. Mag sein, aber auch dann sollten man in der Rechnung entweder nur in K (Absoluttemperatur) oder °C rechnen.
Die echte Lösung liegt bei 67 Ohm da die Zenerdiode durch den Average Strom in einer Phase erwärmt wird und nicht RMS. Aber das ist wahrscheinlich keine FH Lösung.
Wolfgang schrieb: > Bei > Differenztemperaturen ist es kein Unterschied, ob man die in K oder °C > angibt, Es ist noch beides erlaubt, aber K empfohlen: https://de.wikipedia.org/wiki/Grad_(Temperatur)
Zur Lösung: Die Z-Diode soll also mit 0,1W beaufschlagt werden, dann fliessen 100W/3V ≈ 33,3mA arithmetisch, wie oben schon festgestellt. Der überlagerte Sinus auf der Gleichspannung spielt für die Leistungsbetrachtung in der Praxis keine Rolle, dazu kann die 3V in etwa als konstant annehmen. Der Strom schwankt natürlich, der (arithmetische) Mittelwert wird aber von den angelegten 5V bestimmt. Ergo benötigt man einen Vorwiderstand von R= (5V - 3V)/33,3mA= 60Ω
Falk B. schrieb: > @ Polunhg (Gast) > >>Was habe ich falsch gemacht ? > > Woran erkennst du das? Sagt die Lösung was anderes? Hab keine Lösung, hatte aber ne Ahnung dass ich mit der Verlustleistung falsch lag. Gibt es eine rechnerische Möglichkeit an den Scheitelwert der Wechselsspannung und der Gleichspannung am Ausgang zu kommen ? Um den Peak der Wechselspannung zu berechnen brauche ich doch den max. Strom und den differentiellen Widerstand der Diode oder ? Wie lässt sich der Widerstand berechnen ?
polunhg schrieb: > Um den Peak der Wechselspannung zu berechnen brauche ich doch den max. > Strom und den differentiellen Widerstand der Diode oder ? Nur letzteren. Der Strom ist keine unabhängige Größe, sondern folgt daraus. > Wie lässt sich der Widerstand berechnen ? Gar nicht. Der steht im Datenblatt. Bzw. steht da ein typischer und maximaler Wert, bei einem Strom mehr oder weniger in der Nähe des letztendlichen Arbeitspunktes.
Die Lösung steht im Techniker-Forum. https://www.techniker-forum.de/thema/spannungsstabilisierung-z-diode-vorwiderstand-berechnen.110531/
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