Spannungsstabilisierung

hannes123 · Anmeldungsdatum: 06.01.2018 Beiträge: 26

Hallo,
mich beschäftigt es heute mit der Spannungsstabilisierung.
Das grundsätzliche Verständnis mit einer Z-Diode ist verständlich.
Ich verstehe allerdings die nicht, wann und warum ich die minimalwerte bzw maximalwerte, also bei a) 21,6 V und 24 mA und bei b) die 28,8V und 8mA benutze..?! Also zu b), klar maximalStrom, also 28,8V, aber warum dann 8 mA?
Kann mir jemand dazu eine einfache Erklärung geben?
Lösungen von mir sind im Anhang

Die Aufgabe:

Eine Akkumulatorenbatterie besitzt je nach Ladezustand eine Spannung von 21,6 – 28,8 V.
Daraus soll ein Gerät versorgt werden, welches eine konstante Betriebsspannung von 15 V
erfordert. Die Stromaufnahme des Gerätes schwankt je nach Betriebszustand zwischen 8 mA und 25
mA.
Mit einer Z-Diode soll dafür eine Stabilisierungsschaltung aufgebaut werden.
Daten der Z-Diode:
UZ = 15 V
IZmin = 2 mA
rZ = 8 Ω
Aufgaben
a. Berechnen Sie den Vorwiderstand der Z-Diode.
b. Ermitteln Sie den maximalen Strom durch die Z-Diode

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

Bei dieser Schaltung muß man immer den "schlimmsten Fall" (worst case) bedenken.

a) Die Schaltung soll auch dann noch ordentlich stabilisieren, wenn die Eingangsspannung am geringsten ist (21,6 V) und die Belastung am größten (25 mA). Die Z-Diode, die auf 15 V stbilisiert, braucht auch dann noch einen Strom von 2 mA zur ordnungsgemäßen Funktion.

b) Das andere Extrem tritt auf, wenn die Eingangsspannung am größten ist (28,8 V), aber die Belastung am kleinsten (8 mA). Die Spannung über dem Vorwiderstand ist dann 28,8 V - 15 V. Der Strom, der sich daraus ergibt, teilt sich auf in den Strom durch die Last (8 mA) und einen anderen Teil, der durch die Z-Diode fließt. Da nur dieser gesucht ist, müssen die 8 mA durch die Last vom berechneten Gesamtstrom subtrahiert werden.