Zenerdioden-Leistung berechnen und Nennwert prüfen
Eine 5,1-V-Zenerdiode mit 20 mA setzt 0,102 W um, also 20,4 % einer Nennleistung von 0,5 W. Geben Sie Spannung, Strom in Ampere und den Datenblattwert ein und sehen Sie Watt, Reserve und das Ergebnis der Prüfung. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- Zenerspannung
- 5,1
- Zenerstrom
- 0,02
- Nennleistung
- 0,5
- Verlustleistung (W)
- 0,102
- Auslastung der Nennleistung (%)
- 20,4
- Leistungsreserve (W)
- 0,398
- Einheitsleistung
- watt
Eine Zenerdiode kann eine Referenzspannung nur dann zuverlässig stabilisieren oder begrenzen, wenn ihre elektrischen und thermischen Grenzwerte eingehalten werden. Dieser Rechner multipliziert die Spannung an der leitenden Diode mit dem Strom durch sie und vergleicht die ermittelte Verlustleistung mit dem von Ihnen angegebenen Nennwert. Die Ausgabe enthält Watt, prozentuale Auslastung, verbleibende Leistungsreserve und ein eindeutiges Prüfergebnis. Damit eignet sie sich als erste Kontrolle für Prototypen, Reparaturen, Laborübungen und automatisierte Entwurfsprüfungen, bei denen ein Rechen- oder Einheitenfehler das Bauteil überhitzen könnte.
Berechnen Sie die von der Zenerdiode abzuführende Wärme
Wenn eine Zenerdiode im Sperrdurchbruch arbeitet, wird die elektrische Leistung überwiegend in Wärme umgewandelt. Sie ergibt sich aus der Spannung an der Diode multipliziert mit dem durch sie fließenden Strom. Der Rechner verwendet Pz = Vz × Iz; geben Sie Volt und Ampere ein, damit Watt ausgegeben werden.
Eine 5.1-V-Diode mit 20 mA wird beispielsweise als 0.02 A eingegeben und setzt 0.102 W um. Der Strom muss der tatsächliche Zenerstrom sein, nicht automatisch der Versorgungs- oder Laststrom. Bei einem Querregler teilt sich der Widerstandsstrom zwischen Last und Diode, während sich der Zenerstrom mit Versorgung und Lastbedarf ändert.
Prüfen Sie deshalb den ungünstigsten glaubwürdigen Zenerstrom, typischerweise bei maximaler Versorgungsspannung und minimaler Last. Diese Fähigkeit berechnet nur den stationären elektrischen Zustand. Sie ermittelt weder Sperrschichttemperatur noch Impulsenergie, dynamische Impedanz, Vorwiderstand oder die Auswirkungen von Luftstrom und Leiterplattenkupfer.
Bewerten Sie Nennwertauslastung und Leistungsreserve
Die Nennleistung ist der im Datenblatt genannte Höchstwert unter festgelegten Prüf- und Kühlbedingungen. Nach der Berechnung teilt das Werkzeug die Verlustleistung durch diesen Wert und gibt die Auslastung in Prozent an. Zusätzlich wird die Verlustleistung vom Nennwert abgezogen, um die Reserve in Watt darzustellen.
Ein Ergebnis bis einschließlich 100 Prozent gilt gegenüber dem eingegebenen Wert als zulässig; darüber liegt es außerhalb des Grenzwerts und die Reserve ist negativ. Mathematisch wird Gleichheit akzeptiert, ein dauerhafter Betrieb bei genau 100 Prozent ist jedoch selten sinnvoll. Bauteiltoleranzen, Schwankungen von Versorgung und Strom, Umgebungstemperatur sowie Wärmewiderstand können die scheinbare Reserve aufheben.
Ein positives Ergebnis bestätigt daher nur diesen Vergleich und keine allgemeine thermische Sicherheit. Beachten Sie die Temperatur-Deratingkurven und die Bedingungen des angegebenen Nennwerts. Kleine Gehäuse erreichen die veröffentlichte Leistung möglicherweise nur bei bestimmten Anschlusslängen, Kupferflächen oder Temperaturen.
Wählen Sie eine niedrigere Auslastung, wenn Zuverlässigkeit, Gehäusewärme oder unsichere Belüftung wichtig sind.
Verwenden Sie Eingaben aus dem tatsächlichen Betriebsfall
Geben Sie die tatsächliche oder ungünstigste Zenerspannung, den Zenerzweigstrom in Ampere und die Hersteller-Nennleistung in Watt ein. Rechnen Sie Milliampere vor dem Senden um: Teilen Sie mA durch 1,000; aus 35 mA werden 0.035 A. Geben Sie 35 nur ein, wenn tatsächlich 35 Ampere gemeint sind.
Die Zenerspannung kann wegen Toleranz sowie Strom- und Temperaturabhängigkeit von der Markierung abweichen. Nutzen Sie für eine konservative Prüfung die Kombination mit dem größten glaubwürdigen Produkt. Verwenden Sie ebenso die nach erforderlichem Derating bei der erwarteten Temperatur zulässige Leistung und keinen optimistischen Raumtemperaturwert.
Die deterministische Antwort eignet sich für Entwurfsblätter, Unterricht, Stücklistenprüfungen und kontinuierliche Integrationstests. Fehlende, nicht numerische, doppelte oder nicht positive Werte werden ausdrücklich abgelehnt.
Anwendungsfälle
Einen Querregler prüfen
Vergleichen Sie die ungünstigste Zenerverlustleistung bei maximaler Versorgung und minimaler Last mit dem Nennwert, bevor Sie das Gehäuse auswählen.
Eine Spannungsbegrenzung kontrollieren
Stellen Sie sicher, dass gemessene Klemmspannung und Zweigstrom keine Dauerleistung oberhalb des gewählten Grenzwerts ergeben.
Häufige Fragen
Welche Formel verwendet der Rechner?
Er nutzt Pz = Vz × Iz. Spannung in Volt multipliziert mit Strom in Ampere ergibt die Zenerverlustleistung in Watt.
Soll ich Ampere oder Milliampere eingeben?
Geben Sie Ampere ein. Teilen Sie Milliampere vorher durch 1,000; verwenden Sie beispielsweise 0.02 für 20 mA.
Garantiert ein zulässiges Ergebnis thermische Sicherheit?
Nein. Es vergleicht nur die stationäre Leistung mit Ihrem Wert. Berücksichtigen Sie Derating, Montage, Belüftung, Toleranzen und Transienten.
Was geschieht, wenn Verlust- und Nennleistung gleich sind?
Das mathematische Ergebnis ist mit null Reserve und 100 Prozent Auslastung zulässig; eine praktische Schaltung benötigt jedoch meist zusätzliche Reserve.
Welchen Strom setze ich bei einem Parallelregler ein?
Den Strom durch die Zenerdiode selbst, nicht den Versorgungs- oder Laststrom. Im Parallelregler teilt sich der Widerstandsstrom auf Last und Diode auf; prüfen Sie daher den ungünstigsten Fall, meist höchste Eingangsspannung bei kleinster Last.
Was bedeuten Auslastung und Leistungsreserve?
Die Auslastung ist die Verlustleistung geteilt durch die Nennleistung, in Prozent; die Reserve ist die Differenz in Watt. Bei 0,102 W von 0,5 W sind das 20,4 % und 0,398 W; über 100 % wird die Reserve negativ.
Verwandte Tools
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Endpunkt
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Aufruf aus Ihrem Stack
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-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"
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body: JSON.stringify({
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"zener_current": 0.02,
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})
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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)Beispiel-Anfrage
{
"zener_voltage": 5.1,
"zener_current": 0.02,
"power_rating": 0.5
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.zener_power",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Verwenden Sie Eingaben aus dem tatsächlichen Betriebsfall
Dezimalzeichenfolgen werden für Formulare und API-Aufrufe akzeptiert, alle drei Werte müssen jedoch endlich und größer als null sein. Die Browsernutzung ist kostenlos; eine API-Berechnung kostet $0.002.
Integrationsbeispiele
Bauteilprüfungen automatisieren
Nutzen Sie stabile JSON-Ergebnisse in Entwurfsskripten oder Regressionstests, um Änderungen mit zu geringer geplanter Reserve zu erkennen.
Technische Fragen
Was kostet eine Berechnung über die API?
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