Regulador Shunt Básico com Diodo Zener
Um diodo Zener operado em ruptura reversa mantém tensão quase constante entre seus terminais, criando regulador simples e barato para cargas leves.
Circuito
Vin ──[ R ]──+── Vout | [Zener] | GND
Seleção de Componentes
- Tensão Zener (Vz): Iguale à Vout desejada (ex.: 5,1 V, 9,1 V, 12 V).
- Resistor série R: Define corrente Zener
I_Z. - Tensão de entrada Vin: Deve exceder Vz em vários volts.
Cálculo do Resistor
R = (Vin - Vz) / I_Z
Escolha I_Z do datasheet (tipicamente 5–20 mA para Zeners 400 mW–1 W).
Exemplo: 12 V → 5 V, 10 mA Corrente Zener
- Vz = 5,1 V (1N4733A).
- R = (12 - 5,1) / 0,01 = 690 Ω → use 680 Ω (padrão).
- Potência no Zener:
P_Z = Vz × I_Z ≈ 51 mW (bem dentro de 1 W). - Potência em R:
P_R = (Vin-Vz)² / R ≈ 70 mW (resistor ¼ W OK).
Limitações
- Corrente de carga limitada: Carga consome corrente do Zener; se
I_load > I_Z, regulação colapsa. - Baixa eficiência: Dissipação constante em R mesmo sem carga.
- Regulação de linha/carga imprecisa: Vout varia com
I_Z (impedância Zener).
Melhores Alternativas
- CI regulador linear (LM7805, LD1117): Regulação apertada, proteção térmica, ~1 A+.
- Regulador chaveado (buck converter): >90 % eficiência, ampla faixa Vin, maior corrente.
Use shunt Zener apenas para referências de muito baixa potência, custo-sensíveis, não-críticas.
