Spannungs- und Strom-Stabilisierung durch eine Z-Diode

Elektronische Geräte können häufig nur dann einwandfrei funktionieren, wenn sie an einer Spannungsquelle angeschlossen sind, die unabhängig vom Laststrom eine konstante Gleichspannung liefern. Diesem Inhalt widmet sich das Video von mg-spots.de.

Die Spannungsregelung läuft so ab, dass der Ausgangswert (IST-Wert) mit einer Referenzspannung (SOLL-Wert) verglichen wird. Von einer elektronischen Schaltung wird dann der IST-Wert an den SOLL-Wert angeglichen. Für die Erzeugung einer Referenzspannung ist vor allem die Silizium-Diode gut geeignet. Es wird die spezielle Z-Diode eingesetzt. Die Kennlinie und die Kennwerte werden in einem Beispielschaubild noch einmal aufgeführt und verdeutlicht dargestellt.

Spannungsstabilisierungs-Schaltung

Die einfachste Schaltung zur Spannungsstabilisierung kann durch einen Widerstand und einer Z-Diode realisiert werden. Zwischen dem Gleichrichter und der Stabilisierungsschaltung muss noch ein Sieb-Kondensator eingebaut werden. In einem Diagramm wird der Zusammenhang der einzelnen Werte aufgezeigt und die Formeln erläutert.

Es gilt: Der gewählte Wert von RV muss zwischen RVmin und RVmax liegen. Dabei muss der Normwert und die Toleranz beachtet werden.

Spannungsstabilisierung mit Längstransistor

Als Stromverstärker wurde bei dieser Schaltung ein Transistor nachgeschaltet. Der Transistor bewirkt eine höhere Strombelastbarkeit, jedoch keine bessere Stabilisierung. Der Ausgang liegt am Emitter und der Transistor wird in Kollektor-Grundschaltung betrieben und hat eine Spannungsverstärkung von 1. Diese Schaltung kann keine bessere Stabilisierung herstellen wie bei der Spannungsstabilisierungs-Schaltung. Es kann lediglich mehr Strom entnommen werden. An einem Beispiel wird dies mit Zahlen verdeutlicht.

Stromstabilisierung (Strom-Gegenkopplung)

Z-Dioden eignen sich auch zur Stromstabilisierung. In einer Verstärker-Stufe wird der untere Spannungsteilerwiderstand durch eine Z-Diode ersetzt. Die Spannung zwischen Basis und 0 ist auch bei Schwankungen stabil. Die Gegenkopplungswirkung kann sich in diesem Fall sehr gut entfalten.

Ein Anwendungsbeispiel mit Leuchtdioden zeigt diese Schaltungsart in einer Reihenschaltung auf. Von der Betriebsspannung hängt dabei die Menge der in Reihe geschalteten Leuchtdioden ab. Der Transistor regelt in diesem Fall den Strom am Kollektor auf den richtigen Wert.


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