ツェナーダイオードの消費電力と定格余裕を計算
5.1 Vのツェナーに20 mAを流すと消費電力は0.102 Wで、定格0.5 Wの20.4 %です。電圧、アンペア単位の電流、データシートの定格を入れると、ワット数、余裕、定格内かどうかが分かります。ブラウザで無料で使えます。
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- 登録不要
- データは端末の外に出ません
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計算例
- ツェナー電圧
- 5.1
- ツェナー電流
- 0.02
- 定格電力
- 0.5
- 消費電力 (W)
- 0.102
- 定格の使用率 (%)
- 20.4
- 電力マージン (W)
- 0.398
- 単位電力
- watt
ツェナーダイオードが基準電圧やクランプ電圧を安定して維持するには、電気的および熱的な限界を守る必要があります。この計算ツールは、導通中のダイオード両端の電圧と流れる電流を乗算し、得られた消費電力を入力された定格電力と比較します。結果にはワット値、定格使用率、残りの電力余裕、および定格内かどうかが明確に表示されます。計算や単位変換の誤りによる部品の過熱を防ぐため、試作品、修理、実験実習、自動設計レビューの初期確認にご利用いただけます。
ツェナーダイオードが放散する熱量を計算します
ツェナーダイオードが逆方向降伏領域で動作するとき、主に熱へ変換される電力は、ダイオード両端の電圧とダイオードを流れる電流の積です。この計算ツールでは Pz = Vz × Iz を使用し、電圧をボルト、電流をアンペアで入力すると、結果がワットで得られます。
たとえば、5.1 V のダイオードに 20 mA が流れる場合は 0.02 A と入力し、消費電力は 0.102 W になります。電流には電源電流や負荷電流をそのまま使うのではなく、ツェナーダイオード自体を流れる値を使用してください。シャントレギュレーターでは、抵抗電流が負荷とダイオードに分流し、電源電圧や負荷の変化によってツェナー電流も変わります。
設計確認には、通常は最大電源電圧かつ最小負荷時となる、想定可能な最悪値を使用してください。この機能は定常状態の電力のみを計算し、接合温度、過渡パルスのエネルギー、動的インピーダンス、直列抵抗、基板銅箔や通風の影響は推定しません。
定格使用率と電力余裕を読み取ります
定格電力は、データシートに記載された試験条件および放熱条件で許容される最大値です。消費電力を計算した後、その値を定格電力で割り、使用率をパーセントで表示します。また、定格電力から消費電力を差し引き、残りの余裕をワットで示します。
100 パーセント以下は入力された定格内、100 パーセントを超える場合は定格外となり、余裕は負の値です。数式上は定格と消費電力が等しい場合も定格内ですが、常時 100 パーセントで使用する設計は一般に推奨されません。部品公差、電源と電流の変動、周囲温度、熱抵抗によって見かけ上の余裕が失われるためです。
したがって、合格表示は入力値同士の比較だけを示し、あらゆる条件での熱的安全性を保証するものではありません。データシートの温度ディレーティング曲線と定格の適用条件をご確認ください。小型パッケージでは、規定のリード長、銅箔面積、温度条件を満たした場合にのみ公称電力へ到達できることがあります。
信頼性、筐体内温度、通風に不確かさがある場合は、より低い使用率を選定してください。
実際の回路を表す入力値を選びます
実測値または最悪条件のツェナー電圧、ツェナー分岐電流のアンペア値、メーカー定格電力のワット値を入力してください。ミリアンペアは送信前に換算してください。mA を 1,000 で割るため、35 mA は 0.035 A です。
実際に 35 アンペアを意味する場合を除き、35 と入力しないでください。ツェナー電圧は、公差、電流、温度の影響により公称表示から変化します。保守的に確認する場合は、電圧と電流の積が現実的な範囲で最大になる組み合わせをご使用ください。
同様に、室温での楽観的な公称値ではなく、想定温度で必要なディレーティングを適用した定格を入力してください。決定論的な応答は、設計表、教材、部品表検査、継続的インテグレーション試験に適しています。欠落値、非数値、重複した別名、ゼロ以下の値は明示的に拒否されます。
活用例
シャントレギュレーターを確認します
最大電源電圧かつ最小負荷時の最悪ツェナー消費電力を定格と比較し、パッケージ選定前に余裕をご確認いただけます。
電圧クランプを検証します
測定したクランプ電圧と分岐電流から、連続消費電力が選択した定格を超えないことをご確認いただけます。
よくある質問
どの計算式を使用しますか?
Pz = Vz × Iz を使用します。ボルト単位の電圧とアンペア単位の電流を乗算すると、ツェナー消費電力がワットで得られます。
電流はアンペアとミリアンペアのどちらで入力しますか?
アンペアで入力してください。先にミリアンペアを 1,000 で割り、たとえば 20 mA は 0.02 と入力します。
定格内なら熱的な安全が保証されますか?
保証されません。 定常電力と入力定格の比較のみです。温度ディレーティングを適用し、実装、通風、公差、過渡現象も考慮してください。
消費電力が定格と等しい場合はどうなりますか?
数式上は余裕ゼロ、使用率 100 パーセントで定格内ですが、実際の設計では通常、追加の余裕が必要です。
シャント型レギュレータではどの電流を入力しますか?
電源電流や負荷電流ではなく、ツェナー自体に流れる電流を入れます。抵抗の電流は負荷とダイオードに分かれるため、入力電圧が最大で負荷が最小の、最も厳しい条件で確認してください。
関連ツール
開発者向け — APIアクセス
このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。
エンドポイント
Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。
お使いのスタックから呼び出す
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/zener-power \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"zener_voltage":5.1,"zener_current":0.02,"power_rating":0.5}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/zener-power", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"zener_voltage": 5.1,
"zener_current": 0.02,
"power_rating": 0.5
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/elec/zener-power",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"zener_voltage": 5.1,
"zener_current": 0.02,
"power_rating": 0.5
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/zener-power", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"zener_voltage":5.1,"zener_current":0.02,"power_rating":0.5}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"zener_voltage":5.1,"zener_current":0.02,"power_rating":0.5}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/zener-power", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)リクエスト例
{
"zener_voltage": 5.1,
"zener_current": 0.02,
"power_rating": 0.5
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.zener_power",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。
料金
単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。
エラー
| HTTP | コード | 意味 |
|---|---|---|
401 | unauthorized | APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。 |
402 | insufficient_balance | 残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。 |
404 | unknown_type | 指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。 |
429 | rate_limited | リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。 |
技術的な注記
実際の回路を表す入力値を選びます
フォームや API で扱いやすいように小数文字列も受け付けますが、3 つの値はすべて有限かつゼロより大きい必要があります。ブラウザーでは無料で、API 計算は 1 件あたり $0.002 です。
連携の活用例
部品確認を自動化します
安定した JSON 結果を設計スクリプトや回帰試験で利用し、予定した電力余裕を減らす変更を検出できます。
技術的な質問
API 計算の料金はいくらですか?
正常に処理された各項目の料金は $0.002 です。ブラウザーでは無料で計算ツールをご利用いただけます。