Calculateur de diode Zener
Dimensionnez un régulateur Zener shunt à partir des pires cas de tension et de charge, choisissez une résistance série pratique et vérifiez les dissipations.
Plage de tension d’entrée
Modèle de Zener
Équations
Résistance série à vérifier
Le cas tension basse / charge maximale laisse au moins le courant Zener demandé avec la résistance à tolérance positive.
La dissipation Zener au cas tension haute / charge minimale reste sous la valeur nominale saisie avec la résistance à tolérance négative.
La valeur choisie respecte les deux contrôles DC de pire cas de ce modèle.
Analyse des conditions limites
La première ligne utilise la tolérance positive de résistance pour vérifier la régulation à tension basse et charge maximale. La seconde utilise la tolérance négative pour vérifier la dissipation Zener à tension haute et charge minimale.
Ce calcul suppose un régulateur shunt DC idéal. Avant validation, vérifiez la tolérance Zener, son impédance dynamique, son coefficient thermique, le dérating du boîtier, la tenue en tension de la résistance, les courants de démarrage et de surtension, ainsi que les défauts dans les fiches techniques retenues.
Guide de régulateur shunt
Dimensionner une diode Zener avec les deux vrais pires cas
Une Zener avec une résistance série peut fournir une référence ou une petite alimentation régulée. Son choix ne consiste pas seulement à diviser une tension : la charge maximale peut faire tomber le courant Zener, tandis qu’une charge faible peut concentrer une dissipation excessive dans la diode.
Méthode et hypothèses
L’outil traite une Zener montée en dérivation derrière une résistance série. À Vin minimale et IL maximale, il vérifie que le courant restant dans la Zener atteint au moins le courant de coude saisi, avec la résistance à tolérance positive. À Vin maximale et IL minimale, il vérifie que le courant excédentaire, avec la résistance à tolérance négative, ne dépasse pas la puissance nominale de la diode. La résistance proposée est la plus grande valeur de série E restant dans cette fenêtre nominale : elle limite le courant perdu sans abandonner la régulation au pire cas.
Entrées à vérifier
Plage de tension d’entrée
Utilisez les limites réellement vues par le montage, y compris tolérance d’alimentation, charge de batterie, ondulation lente et surtension durable pertinente. La valeur nominale seule ne suffit pas.
Courants Zener et de charge
Le courant Zener minimal doit venir de la courbe ou de la zone de régulation de la fiche technique, pas seulement du courant d’essai. Pour une charge qui peut être débranchée ou dormir, définissez IL minimale à zéro.
Puissance nominale et boîtier
Saisissez la puissance admissible dans les conditions thermiques réelles. La valeur imprimée sur une diode est souvent spécifiée sur un cuivre, une température ambiante ou une durée d’impulsion précise.
Démarche recommandée
- 1Saisissez les limites min/max d’entrée, de charge, le VZ nominal, le courant Zener minimal et la puissance nominale du composant.
- 2Choisissez une série E et appliquez la résistance proposée, ou testez la valeur réellement disponible dans votre BOM.
- 3Lisez les deux lignes de pire cas, puis confirmez les tolérances, l’échauffement, les surtensions et les défauts avec les fiches techniques.
Exemple vérifiable
Avec Vin de 12 à 15 V, une Zener 5,1 V de 0,5 W, IZ min = 5 mA, une charge de 0 à 20 mA et une résistance à 5 %, la fenêtre nominale sûre est environ 106 à 263 Ω. La valeur E24 240 Ω laisse environ 7,4 mA dans la Zener au cas 12 V / 20 mA avec 252 Ω, et dissipe environ 221 mW dans la Zener au cas 15 V / 0 mA avec 228 Ω.
Limites à garder en tête
Le modèle est DC et suppose VZ constante dès que le courant minimal est atteint. Il ne modélise ni impédance dynamique, ni dispersion de VZ, ni température, bruit, stabilité avec capacité, impulsions, courant d’appel ou comportement lors d’un court-circuit de sortie. Une Zener shunt est surtout adaptée aux faibles puissances ; un régulateur série ou un convertisseur est souvent plus efficace lorsque la charge varie fortement.
Questions fréquentes
Pourquoi la charge minimale est-elle si importante ?
Quand la charge consomme moins, presque tout le courant de la résistance série peut passer dans la Zener. C’est généralement le cas qui fixe sa dissipation maximale.
Puis-je employer la tension nominale VZ comme sortie précise ?
Pas sans analyser la fiche technique. VZ est donné à un courant d’essai et varie avec courant, température, tolérance et bruit. Pour une référence précise, préférez une référence de tension ou un régulateur conçu pour cette fonction.
Références à consulter
- Références de méthode : fiche technique de la Zener choisie (courbe I-V, VZ à différentes températures, puissance et dérating), séries préférentielles IEC 60063 et caractéristiques de surcharge de la résistance.
Contenu pédagogique original, revu pour la clarté technique le 20 août 2026. Vérifiez toujours les fiches techniques, les normes applicables et votre conception avant mise sous tension ou fabrication.