稽纳二极体之输入电压Vin之最大极限值為何？

SY_LAI · 发表于 2014-5-19 11:36:36

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本帖最后由 SY_LAI 于 2014-5-19 11:41 编辑

有个关於稽纳二极体使用上的基本问题，想请教各位先进；

一般的稽纳二极体之接法都如图1 (Zener circuit)之方式，

zener circuit.png

但在实际使用时，输入电压Vin之最大极限值為何？

因目前使用一电容式降压电路，由外部AC220V降压后供应内部DC24V电源，

电路里面会使用到稽纳二极体来做直流稳压，

但是在一般稽纳二极体的规格书中，都没有写到它的最高耐压值，

是否只须考虑其流经电流及功率值即可?

因為在一般的二极体规格书中，它会标示出最大RMS电压，

比如1N4004之最大RMS电压可到280V,

在稽纳二极体规格书中，其最大RMS电压写在那里?

我在网路上找了许久，也都没有关於这部份的资料，

请各位先进们能否指点一下？

RichCA01 · 发表于 2014-5-19 14:03:21

稽纳二极体(Zener diode) 用法和一般二极体(1N4004...)不一样，是反向使用，利用串连的电阻降压，只用考虑最大电流，如果你用5V 的稽纳二极体ZD1，最大电流为500mA, R=10 Ohm, 最高输入电压为(5V+0.5*10) =10V.

SY_LAI · 发表于 2014-5-20 09:48:19

谢谢您给的解答，
这里再详细说明一下遇到的问题；

因这颗稽纳二极体是使用在电容式降压电路，如下图：
Vin為输入交流电源：AC220V, 50Hz或是AC110V,60Hz
ZD1 為24V稽纳二极体，C1為 1uF电容 , D2為1N4007
希望Vout输出负载端能提供20~30 mA, DC24V之电源。
Capacitive buck circuit.png

有两个问题再请教：
(1) 在Vin输入交流电正半波时，稽纳二极体ZD1上会有逆向偏压存在，此时為稽纳二极体之正常使用方式，
但在Vin输入交流电负半波时，此时在稽纳二极体ZD1上為顺向偏压，此时该稽纳二极体不就等同於一般二极体(1N4004…)之作用? 此时是否应考虑该状况下稽纳二极体之最大耐压值? 但稽纳二极体规格书上都没有提到最大耐压值。

(2) 另外，在此电容降压电路中，
若Vin = AC220V, 50Hz时，电容C1之等效阻抗= 1/2πfc = 3.18K
在输入交流电正半波时，在负载端若无负载时，
在ZD1端最大将有约65mA的电流通过 [此电流= 220V/ (3.18K+200) = 65mA ],
於稽纳二极体產生功率為 65mA *24V = 1. 56 W
因為这稽纳二极体ZD1只有在正半波时会產生功率(热量)，
严格来说，稽纳二极体ZD1只要能达到计算值之一半功率即可(=1.56W/2 = 0.78W)，也就是应选24V, 1W以上的(未加上安全系数)，对吗?
其他还有没有规格选用上要注意的事项? 有无合适的型号可建议的?
还请先进指导。

RichCA01 · 发表于 2014-5-21 04:49:16

不知道我的假設是不是你所想的, Vin输入交流电负半波时, 稽纳二极体基本等同於一般二极体(1N4004…)之作用, 如果用在交流，這個線路就不好了。可以用兩個背靠背聯接。你的算法也就成立了。

RichCA01 · 发表于 2014-5-21 05:01:24

提醒一下，你还要考虑D2压降

SY_LAI · 发表于 2014-5-21 11:06:57

D2是会降低0.7V的电压，这部份我了解。

因我目前正在研究使用阻容降压电路，
对于相关元件之选用会有些疑问。

我的电路图乃参考网路上的资料来的，
设计方式就如同以下百度网页内容中图2之接线方式，
http://wenku.baidu.com/view/910398f9fab069dc50220175.html
它说在实际应用时常常采用的是图2，
但您说稽纳二极体这样用会有问题，
所以还是应该避免使用图2的方式，对吗?

另外还有一点：
您说的使用两个背靠背连接，指的是什么样的接法?
能有个具体的接法图解吗?
还有请先进指导，谢谢!

RichCA01 · 发表于 2014-5-22 02:23:00

RichCA01 · 发表于 2014-5-22 02:36:48

坦白說，我沒有電容分壓經驗，看起來是用220V,設計要很小心，注意反相電壓對稽纳二极体可能是致命的問題。背靠背解決了反相電壓問題。
可能會想，為何不用一個一般二极体串聯稽纳二极体解決反相電壓問題,電容分壓只能工作在交流，如果C1 不能得到交流，這個線路不能工作.

SY_LAI · 发表于 2014-5-22 16:42:19

谢谢您的费心解答，

我仍有个疑问想再请教：
使用上述您说的两只稽纳二极体背靠背安装方式的话，
当Vin输入交流正半周时，上方那一只为逆向接法，下方那一只为顺向接法，
而Vin输入交流负半周时，则刚好反过来，上方那一只为顺向接法，下方那一只为逆向接法，
也就是说，不管正/负半周，总有一只是顺向接法，皆等同于一般二极体之作用，
这样的话，
不就与先前讨论说的” 稽纳二极体基本等同于一般二极体(1N4004…)之作用, 如果用在交流，这个线路就不好了” ?

我这两天拆了一只市售的电暖器，
抄录了它的电路，里面的电路也是使用了阻容式降压电路，
其与百度网站里的图1相似，
Fig2 circuit.png

所以决定仿照它们用的方式，如此就没有前面争议的问题了，(只是会多用了一只二极体)

回到最开始的问题，
所以如果以此方式的话，就不用考虑稽纳二极体的最大耐压值，
只须考虑其最大耐电流及最大功率，对吗?

RichCA01 · 发表于 2014-5-23 03:49:28

新線路稽纳二极体用在直流, 沒有反相電壓問題.
解釋一下反相電壓對稽纳二极体可能是致命的問題, 電流等於電壓除於阻抗.
老線路里阻抗為電容,電阻和稽纳二极体內阻.
Vin输入交流正半周时和Vin输入交流负半周阻抗差別不大.
但是稽纳二极体壓降不同造成電流加大,可能損壞稽纳二极体.
两只稽纳二极体背靠背, Vin输入交流正半周时和Vin输入交流负半周稽纳二极体壓降差別不大.
如果還不清楚, 我可以再寫詳細一些.

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