Quá zener es necesario?

#1
Hola a tod@s

Os planteo mi duda. Se me estropeó la fuente de alimentación de una maquinilla de pelar. Esta tenia uno valores nominales de:

Input - 230 Vac, 0.2 A max
Output - 4.5 Vcc, 1.5 A

Pues bien he decidido aventurarme en la electrónica (lo mio es la electricidad) y he tomado otra fuente que tenia por hay con las siguientes características:

Input - 230 Vac, 0.8 A
Output - 12 Vcc, 2 A

He visto que, esta segunda fuente, tenía potencia suficiente la abastecer a la maquinilla y le he añadido un circuito de reductor y estabilizador de tensión.
El circuito es el clásico formado por una resistencia en serie con la fuente y un zener estabilizando la tensión en paralelo con la carga. Los elementos que configuran el circuito son los siguientes.
En las características técnicas de la maquinilla expone lo siguiente:

4.5 V, 1500 mA

Por ello deduzco que al estar en CC la resistencia equivalente es 3 Ohm.

Rc=4.5/1.5=3 Ω

Para el zener, al ser la tensión nominal de la maquinilla 4.5 V, seleccioné uno de 4.3 V de tensión de polarización inversa. El siguiente valor normalizado de tensión era de 4.7 V y no me resultó conveniente aplicar a la maquinilla una diferencia de potencial mayor a la nominal.

Para elegir la resistencia limitadora de tensión razone lo siguiente. Debería ser tal que por el diodo zener pase la mínima corriente. Por lo tanto la calculé como si la corriente que la atraviesa, la total del circuito, fuese la de la carga:

Rs=(Vf-Vz)/Ic=(12-4.3)/1.43=5.39 Ω,

Siendo Vf la tensión de la fuente, Vz la tensión zener e Ic la corriente de carga.

Elegí una Rs de 5 Ohm, compuesta por 2 resistencia de 10 Ohm conectadas en paralelo. La potencia de las resistencias es de 6 W cada una que sumadas hacen 12 W.

Ir=(Vf-Vz)/Rs=(12-4.3)/5=1.43 A
Pr=I²·R=1.43²·5=11.86 W≈12W

Para calcular la intensidad que atravesaría al zener, y por lo tanto su potencia, realizé lo siguiente:

Iz=It-Ic=1.54-1.43=0.1067 A
Pz=Vz·Iz=4.3·0.1067=0.459 W≈0.5 W

Siendo It la total del circuito, Ic la de la carga y Vz e Iz los valores del zener.

En resumen puse un zener de 4.3 V y 0.5 W y una resistencia equivalente de 5 Ω y 12 W.
Pues bien nada mas que conecté la fuente el zener empezó a echar humo :cry: Medí tensión entre sus terminales y me daba 0.3 V aprox. Entiendo que se quemó.
¿Por qué se quemó? ¿Es que la potencia estaba demasiado ajustada?
Por otra parte las resistencia se calentaron muchísimo, tal es así, que derritieron un poco el plástico de su alrededor. Pienso que es debido a que estaban trabajando a máxima potencia y quizás convendría elegirlas de una potencia un poco mayor, pero antes de volver a comprar componentes prefiero consultar a los expertos en el tema.
Muchas gracias y un saludo ;)
 
#5
No se si tomaste en cuenta un pequeño detalle de este tipo de fuente, cuando la carga está ausente, es decir fuente en aire, toda la corriente que debería fluir por la carga se dirige al zener, con lo cual al momento de hacer los diseños de este tipo de cosas se deben tener en cuenta muchas otras.
 
#6
Hola, para ser honesto, es la peor de las posibilidades para estabilizar tensión sabiendo la corriente que utiliza tu carga.
La mejor opción es utilizar una fuente que se ajuste a la carga, de lo contrario se puede implementar un estabilizador lineal a transistores o mejor aún, uno conmutado.
 
#7
[Para Fogonazo (no puedo citar)]

El cálculo de la resistencia de la tabla resulta el mismo valor que la que calculé, 5 Ohm.

Con respecto a la tensión del zener, supongo que será mas apropiado para la máquina alimentarla con Vn-0.2 V que con Vn+0.2. Además alimenta a una batería interna por lo tanto un poco menos de tensión simplemente hará que se cargue mas lento.

¿Por qué el zener de 5 W? ¿Se deben usar zeners que trabajen a 1/10 de su potencia máxima?

[Para sergiot]

Pues es verdad sergiot, va a ser que conecta la fuente sin carga y petó...

[Para Gudino Roberto duberlin]

Podrías pasarme los esquemas de esos estabilizadores?
 
#8
Amigo! Te llamo a una reflexión. Olvidate de esa técnica. Sólo se utiliza para señales débiles cómo referencias. Para potencias se recurre a algo más elaborado.

Busca en la red. Fuente estabilizada a transistor.
 
#10
En el comercio se venden fuentes swiching armadas, entrada 220 salida 5V y 1,1.5,2 y 3A(se elige la corriente que se necesita al pedirla) con el aspecto de un cargador de celular y funcionan muy pero muy bien
5V_3A.jpg
 
Última edición:
#11
Un zener es una pésima opción como te han comentado.
Con un regulador de tensión de 5V irá mejor.
Mejor aún comprar una hecha con algo de margen de corriente
 

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