2V-30V / 5A Regüleli DC Güç Kaynağı
Her kim ki doğru dürüst bir güç kaynağım var derse ona şüphe ile bakmak lazım. En iyisi oturup bir tane yapmanız. İşte size çok iyi bir devre ve nasıl yapılacağı. Durmayın yazıyı okuyun.
Güç kaynakları
Elektronikle uğraşan herkesin istek listesinde olan ilk şey bir DC güç kaynağıdır. Bunu hazır alabilirsin veya kendiniz yapabilirsiniz. Piyasada artık o kadar çok güç kaynaklarının yapımını kolaylaştıran parçalar var. Kendi güç kaynağımızı design etmemizi engelleyen bir şey yok demektir. Design yapmaya başlamadan önce güç kaynağının hangi özelliklere sahip olacağını ve hangi regüle metodunu kullanacağımızı kararlaştırmamız lazım.
Güç kaynağı özellikleri:
– Ucuz olmasi.
– Iyi regüle yapabilmesi.
– Çıkış empedansının düşük olması (0.001 Ohm � 0.1 Ohm ).
– Kısa devre korumasının olması.
– Çıkşta Ripple ve gürültünün düşük olması
– Yüksek frekanstan etkilenmemesi.
Bu yazıda verdiğim devre bütün bu özelliklere sahip, hatta ekstra özelliği de var.
Regüleli güç kaynağını çeşitli entegrelerle gerçekleştirebiliriz. Örnek verecek olursak:
– LM723
– LM317
– L200
Bunlar sadece bir kaç tane ve en çok kullanılan, iyi sonuç veren parçalardır. Buradaki devrede LM317 kullanılmıştır. Nedeni, ucuz olması ve standart devre için fazla parça gerekmemesi.
Blok diyagram
Devreyi anlaşılabilir duruma getirmek için blok diyagramını çizdim. Devrenin önemli parçaları:
– 2*15VAC / 6A trafo
– LM317
– 6A diyot köprüsü
Şekil-1 Blok diagram
Diyagramda görebildiğiniz gibi güç kaynağı çeşitli bölümlerden oluşuyor. Bunları anlatmaya başlamadan önce devrenin özelliklerini sıralamakta yarar var.
V-out : 2V-30Vmax
I-out : 5A max
Regulator : U ve I
Temperature control : NTC sensor
Dissipation control : U-level detector
Ripple : < 10mV
Devreyi son sayfada bulabilirsiniz.
Transformatör ve köprü
Güç kaynağı için 2*15VAC / 6A�lik bir transformatör kullandım. Bunun yerine 2*14VAC�likde kullanılabilir, bundan düşük olmasın. Transfomatörün çıkış voltajı
Bu voltaj güç kaynağının 30V�a kadar regüle yapabilmesi için yetiyor. Burada kullanacağımız köprü en azından 50V reverse voltajına dayanıklı olması lazım. İyi bir seçenek, 100V reverse ve 6A forward akimi. Köprü 4 tane diyottan oluşuyor ve devrede görebildiğiniz gibi diyotlarla paralel 100nF�lik kondansatörler görebilirsiniz. Bunlar köprüde oluşan ve transformatörden gelen gurultuyu bastırmak için. Bu yöntem genelde yüksek kaliteli müzik amlifikatörlerinde kullanılır. Hatta transformatörün önüne filtre bile takılabilir, bizim için pek gerekli değil. Güç kaynağımız 5A çıkış yapabildiği için köprüyü soğutmamızda yarar vardır. Burada kullanılan köprü alüminyum soğutucu gövdesine vidalanabilecek bir şekildedir, soğutmanızı tavsiye ederim !!!
Köprüden çıkan DC sinyalini ripple�dan temizlemek ve enerji deposu görevini yapabilmek için birkaç adet elektrolit kondensator takılmıştır. Güç kaynaklarında her AMPER için 2200uF takılır. Burada toplam olarak 11.000uF gerekiyor. Ben ise biraz fazla taktım çünkü zararı yok sadece faydası var. Yüksek akim çektiğimizde kondansatörler hemen boşalmıyor, ripple fazlalaşmıyor ve çıkış voltajımız çekilen akımdan etkilenmiyor. Kondansatörlerde dikkat edilmesi gereken şey voltajdır. Bütün kondansatörler köprü bölümünde 63V için veya daha yükseği olması lazım.
Dissipation control ve komparator:
Devrenin bu bölümü esasında bir koruma görevi yapıyor. Köprünün çıkışında 42VDC�den biraz fazla ölçüyoruz. Diyelim ki 5V�da 5 A çekmek istiyoruz, o zaman:
Devrenin by-pass transistörlerinde ölçtüğümüz gerilim 30V. Isıya dönüşen enerji ise: 
Gördüğünüz gibi transistörler 185W�i sıcaklığa çeviriyor, bu parçanın sağlına pek yararlı değil. Alabileceğimiz önlem giriş voltajını düşürmektir. Transformatör çıkışı 2*15V olduğundan bunu yapmak çok kolay. Devrede bu görevi komparator bölümü yapıyor. Regülatörün çıkış voltajı kedi isteğimize göre ayarladığımız referansa göre karşılaştırılıyor. Eğer referanstan düşükse transformatör bölümünde bulunan dissipation kontrol devresi aktif oluyor. Bu devre bir röleden oluşmaktadır. Role komparatörün çıkışı ile kontrol ediliyor.
Bu devre aktif olduğunda transformatörün sadece bir çıkışını kullanıyoruz, yani 1*15VAC.
Yine hesaplayacak olursak, örneğin 5V/5A:
Biraz önce 30V hesaplamıştık, simdi ise 16V. 
Gördüğünüz gibi 185W�dan 80W�a indik. Böylece bir tur koruma elde etmiş olduk. Yinede tranistörleri soğutmak zorundayız. Alüminyum profiller yeterince büyük olması lazım, aksi taktirden transistor yanabilir.
Devredeki By-pass transistörlerinin tipi 2SA1186, max. kollektör akimi 10A. Burada iki tane paralel kullandım. Böylece toplam akimi ikiye bölmüş ve gerektiğinden fazla ısınmasını önlemiş olduk. Transistörleri soğutucuya monte ederken mika veya başka bir tur ısıya dayanıklı izolasyon kullanılması gerekmektedir. Aksi taktirde kolektörler kısa devre yapar.
Burada başka tür transistörlerda kullanılabilir, örneğin MJ2955.
– 6V Control supply:
Devrenin bu bolum basit bir şekilde transformatörün çıkısından aldığımız voltaj ile �6V�luk bir kaynak oluşturuyor. Devreye bakacak olursak iki tane diyot AC voltajını DC�ye çeviriyor. Çıkışında bulunan 6,2V�luk zener diyot ise bize gereken sabit gerilimi oluşturuyor. Devreye bakıldığında zener diyot ters takılı, bu böyle yapmamın nedeni negatif gerilim almak içindir. Zaten DC�nin referansı GROUND, böylece negatif olan bir �6,2V oluşuyor.
Bu elde ettiğimiz kaynak U-I regülatör devresine gidiyor ve OPAMP�ın iyi bir şekilde çalışmasını sağlıyor.
U-I Control:
Bu bolum devrenin güç kaynağının kalbi diyebiliriz. Burada LM317 ile birlikte çalışan OPAMP akim ve gerilimin ayarlanmasını sağlıyor. Gerilim ayarı 5K�lik potansiyometre ile oluşuyor. Akim ise 250K�lik potansiyometre ile ayar yapılıyor. OPAMP�ın girişlerine bakılırsa dirençlerden oluşmuş bir köprü görüyoruz. Akim potansiyometresi ile bu köprüyü sabit bir noktaya getirdi miydi OPAMP'ın çıkışı yükseliyor. Akim çektiğimiz anda 0,1 Ohmluk direncin üzerinde bir gerilim oluşuyor ve köprü dengesini kaybediyor. Bu durumda OPAMP çıkışı negatif oluyor ve LM317�nin adjust bacağı diyotlar yardımıyla GROUND�a çekiliyor ve çıkış gerilimi 0 V inmiş oluyor. Bu bir kısa devre korumasıdır. Korumayı istediğimiz gibi 0 A�dan 5 A�ya kadar ayarlayabiliyoruz. Kısa dev
re koruması aktif olduğunda kırmızı LED yanıp devrenin korumaya geçtiğini gösteriyor.
FAN control:
Bu küçük devre yine bir OPAMP�dan oluşmaktadır. Test yaparken transistörlerin ısındığını fark ettim ve elimde yeterli büyüklükte olan bir soğutucu olmadığı için bunu yapmak zorunda kaldım. Bu devre takılmasa da olur, kişinin kendi isteğine bağlı olan bir şeydir.
Sıcaklık ölçmek için elimde bulun bir 18K�lik NTC kullandım. OPAMP burada yine bir köprü seklinde kullanılıyor. Normal sıcaklıkta devrenin çıkışı 0 volt. Eğer sıcaklık potansiyometre ile ayarladığımız seviyeyi geçerse çıkışa bağlı olan transistor aktif olup takılan olan vantilatörü çalıştırıyor. Burada NTC direk olarak soğutucu profiline monte veya yapıştırılması gerekiyor.
Potansiyometrenin ayarı ile deney yaparak istediğiniz sıcaklıkta vantilatörü çalıştırabilirsiniz.. Bu devre başka yerlerde de görev yapabilir, sadece burada değil.
Güç kaynağının ayarları:
Kaynağı ilk önce bölüm bölüm yapıp denedikten sonra birleştirirsek yanlış bir şey yapmış olmamız ihtimali azalır. Güç kaynağında pek fazla ayar yapılacak birşey yok, sadece dissipation control�da rölenin hangi gerilimde aktif olacağını ayarlamamız gerekiyor. Bunun için komparator devresindeki OPAMP�in 2 numaralı bacağını potansiyometre ile 5,1V�a ayarlayacağız. Sonra Güç kaynağının çıkışını 6V ile 8V arasına getireceğiz. Potansiyometreyi yavaş yavaş çevirip rölenin aktif olma noktasını gözlememiz lazım, yavaş çevirmek gerekiyor! Role aktif olduğu anda çevirmeyi bırakacağız. Simdi güç kaynağının çıkışını yukseltti miydi role eski durumuna geçecektir. Çalışıp çalışmadığını kontrol etmek için sunu yapabilirsiniz. Normal durumda köprünün çıkışında 40V�dan yüksek bir gerilim vardır. Role aktif olduğunda 20V civarında bir değer ölçmemiz gerekir. Rölenin aktif olma noktası kendi elimizdedir ve 8V�un altında problemsiz çalışır…
Vantilatör konrolu ise çok basit, sadece deney yaparak ayarlayabilirsiniz….
KOLAY GELSIN !!!!
