DC Güç Kaynağı Devre Şeması

 

lm 317 datasheet için tıklayınız...

Lm-317 li güç kaynağı hesap programı için tıklayınız...

 

     Birçok durumda biz 5v veya 12v gibi uygun bir sabit voltaj regülatörü, ama yönetebilirsiniz bazen bir standart dışı voltaj gerekir. Bu şartlar regülatörleri LM317 aralığı olarak çok yararlı olmaktadır.

 

     Çıkış gerilimi iki direnç kullanarak seçilir. Normalde R1 civarında olduğu seçilir 220R veya 240R. R2 değerini hesaplamak için formülü V = 1,25 (1 + (R2/R1)) ya da başka bir deyişle için R2 = R1 ((V/1.25) -1).

     Örneğin, 8.5V bir çıkış voltajı için. R2 = 220 ((8.5/1.25) -1) = 1276 ohm. Için en yakın tercih edilen değeri, bu 1K3 olacaktır.

     Sıfır, yani R2 Ayarlama. pin ayarlayın, çıkış gerilimi neden olur topraklama 1.25V düşmesinin.

     R2 pot tarafından ayarlanabilen bir çıkış voltajı aralığı vermek için değiştirilebilir. Maksimum gerilim yaklaşık. 37v rağmen yüksek gerilim çeşidi mevcuttur.

 

Şekil 1. DC Güç Kaynağı Devre Şeması

Devrede Kullanılan Elemanlar ;

1) 220:24 20W Transformatör (Trafo)

2) 1A Sigorta

3) 4*1N4001 diyot yada Köprü diyot

4) 2200 mF 35V ve 1 mF 50V elektrolitik kapasite

5) LM 317 ayarlı regülatör tümdevresi (entegre)

6) 0.1 mF ve 0.22 mF kapasite

7) 5 kW Pot ve 220W direnç

Devrenin Açıklanması :

DC (Direct Current) Güç kaynakları, AC (Alternative Current) bir işaret yapısına sahip şehir şebekesin (220V,50Hz) doğrultularak DC bir işaret yapısına dönüştürülmesinde kullanılmaktadır. DC gerilimler elektronikte sayısal işaret işleyiciler (bilgisayarlar, mikrodenetleyiciler), ve dc motorlarda kullanılmaktadır. Şekil 1’de verilen DC Güç Kaynağı devresi iki bölümden oluşmaktadır. Devrede şebeke girişinden 2200 mF 35V ‘luk kapasiteye kadar olan bölüm birinci kısmı, bu kapasiteden 1,5-22 Vdc ayarlı çıkışın alınacağı yere kadar olan bölüm ikinci kısımdan oluşmaktadır.

a) Devre birinci kısımda şebeke gerilimi transformatör (trafo) kullanılarak istenilen gerilime düşürülür. Trafo çıkışındaki gerilim köprü doğrultucu yapısı kullanılarak dc gerilime dönüştürülür.

Şekil 2 Güç Kaynağı devresinin 1. Kısmı

220 Vac şebeke gerilimi, 24 Vac çıkış gerilimi verebilen trafo kullanılarak 24Vac gerilimine düşürülür. Trafo çıkışındaki ac gerilim köprü-diyot yapısı kullanılarak dc gerilime dönüştürülmektedir. Bu konu aşağıda kısaca açıklanmıştır.

Köprü doğrultucu yapıları ;

Köprü doğrultucu yapıları birbirine köprü şeklinde bağlanmış dört adet diyot elemanından oluşan doğrultma yapılarıdır. Diyot elemanının davranışı şekil 3’de gösterilmiştir.

Şekil 3 Diyot elemanının davranışı

Yukarıdaki şekilden de anlaşılacağı gibi diyot, eğer anot ucu katot ucundan daha pozitif ise (en az 0.7V) diyot elemanı kısa devre gibi , anot ucu katot ucundan daha negatif ise açık devre gibi davranan bir elemandır.

Şekil 4 Köprü doğrultucu yapısı

Şekil4’deki devrenin girişine (e-f uçları arasına) bir alternatif gerilim uygulayalım. t1 zamanından itibaren pozitif yönde yükselmeye başlayan giriş gerilimi, a ucunu pozitif b ucunu da negatif yapacaktır. Bu anda a ucuna bağlı diyotlardan D1 diyodunun anodu, D3 diyodunun da katodu pozitif olacaktır. Aynı şekilde b ucuna bağlı diyotlardan D2 diyodunun katodu negatif, D4 diyodunun da anodu negatif olacaktır. Dikkat edilirse D1-D4 diyotlarının katotlarının birleştiği c noktası ile D3-D2 diyotlarının anodlarının birleştiği d noktaları arasına bir yük direnci bağlanmıştır. (Yük direnci bizim kullandığımız elektronik bir devre olabileceği gibi şekildeki hali ile bir direnç de olabilir.) Anodu pozitif olan D1 diyodu ile katodu negatif olan D2 diyotları kısa devre gibi davranıp üzerlerinden bir akım akıtmaya başlarlar. Akan akım yük direncinin üst ucundan girip alt ucundan çıktığı için yük direncinin üst ucunu pozitif, alt ucunu da negatif yapacaktır. D1 ve D2 diyotları üzerinden akan akım t1-t2 zamanı boyunca yani a noktasının pozitif, b noktasının negatif olduğu sürece devam edecektir. Bu durum aşağıdaki şekil 5’de görülmektedir.

Şekil 5 Pozitif alternanstaki durum

t2 zamanında sıfır volt değerine düşen giriş gerilimi hemen negatif yönde yükselmeye başlayacaktır. t2 zamanından itibaren negatif yönde yükselmeye başlayan giriş gerilimi, a ucunu negatif b ucunu da pozitif yapacaktır. Bu anda a ucuna bağlı diyotlardan D1 diyodunun anodu, D3 diyodunun da katodu negatif olacaktır. Aynı şekilde b ucuna bağlı diyotlardan D2 diyodunun katodu pozitif. D4 diyodunun da anodu pozitif olacaktır. Anodu pozitif olan D4 diyodu ile katodu negatif olan D3 diyodu üzerinden bir akım akmaya başlar. Akan akım yük direncinin üst ucundan girip ait ucunda çıktığı için yük direncinin üst ucunu pozitif, alt ucunu da negatif yapacaktır. D4 ve D3 diyotları üzerinden akan akım t2-t3 zamanı boyunca yani a noktasının negatif, b noktasının pozitif olduğu sürece devam edecektir. Bu durum şekil6’da görülmektedir.

Şekil 6 Negatif alternanstaki durum

Çıkış gerilimin doğru akım (DC) şeklinde olabilmesi için yük direncine paralel bir kondansatör koyarsak çıkış dalga şekli ve devre şekil 7 gibi olur.

Şekil 7 Kondansatör bağlanmış doğrultucu yapısı

Çıkışta görülen Vo işareti yön değiştirmeyen ve zamandaki değişimi oldukça az olan bir işaret olduğundan idealde değişmeyen bir işaret olarak kabul edilmektedir.

b) DC Güç kaynağı devresinde ikinci bölümde, çıkış geriliminin ayarlı hale getirilmesi ve regüle edilmesi (gerçekleştirilen DC Güç kaynağının çıkış akımının, güç kaynağının çıkışına bağlanacak yük direncinden ve çıkış gerilimi değişimlerinden etkilenmemesi) için LM 317 regülator tümdevresi kullanılmıştır.

Şekil 8 Güç Kaynağı devresi 2. Kısmı

LM 317 devrede çıkış geriliminin değişimini ve regülasyon işlemini sağlayan devre bölümünün tümdevre olarak gerçekleştirilmiş bir şeklidir. LM 317’nin iç yapısına ve elektriksel özelliklerine buradan erişebilirsiniz. Güç kaynağı devresinde çıkış gerilimi LM 317’nin 2 nolu bacağına bağlanan 5KW Pot ile ayarlanmaktadır. LM 317 elemanının şekli ve bacak bağlantısı şekil 9’da verilmiştir.

Yorum Yaz