Ayarlı Güç Kaynağı

Yazarımız Barış Sözüak, güzel bir masaüstü ayarlı güç kaynağı projesiyle karşımızda. Elektronik ile uğraşan herkesde olması gereken güç kaynağımız 0-30 Volt ve 0-3 Amper ayarlı.

Güç kaynağı yazımızın 2. bölümünde Güç kaynağının şeması üzerinde nasıl çalıştığını genel şekilde inceleyeceğiz. Eğer tecrübeli bir kullanıcı iseniz, şema üzerinde gerekli değişiklikleri yaparak sınırları biraz daha zorlayabilir, daha yüksek akımları ya da gerilimleri kontrol edebilirsiniz. Nasıl çalışır kısmına geçmeden önce eğer imkanlarınız elveriyorsa aşağıdaki bağlantı üzerine tıklayarak elde edeceğiniz şemayı bastırmanız yazıyla aynı anda takip edebilmeniz açısından daha iyi olabilir.

Sözü fazla uzatmadan incelememize başlayalım.

Devre yapısı üç ayrı bölümden oluşmaktadır. İlk bölüm konvansiyonel bir köprü doğrultucu ve filtre bölümü, ikinci bölüm ilk bölümden elde edilen gerilimle çıkış geriliminin kontrol edilerek akım-gerilim değerlerinin ayarlandığı bölüm ve son bölüm ise çıkış transistörlerinin her şart altında üzerlerinde harcamak zorunda oldukları gücün azaltılarak güveniliklerinin sağlandığı bölümdür.
Aslında maliyeti azaltmak ve devre yapısını basitleştirmek için bir takım elemanları kullanmayabilirsiniz fakat bu işlem sistemin, sıradan güç kaynaklarından farkının kalmamasına yol açacağı için tavsiye edilmez. Eğer böyle bir uygulama yaparsanız sistemden verim alamaz ve güvenilirliği tehlikeye atmış olursunuz.

İlk bölümümüz Transormatörden elde edilen alternatif gerilimi bir rölenin kontakları üzerinden anahtarlayarak alan köprü tipi doğrultucu ve filtre bölümüdür.Burada eğer isterseniz diyotların alternans geçişlerindeki iletim gürültüsünü önlemek için her bir diyoda paralel 100 nF/63 V Polyester kondansatör ekleyebilirsiniz. Devredeki C16 kondansatörü röle kontaklarında meydana gelecek olan arkları bastırmaktadır. Doğrultucu çıkışında da 3300uF/75V luk bir kondansatörle gerekli düzeltme yapılmaktadır. İkinci bölümde ise aynı transformatör üzerinde bulunan 2 x 12 V sargıları ile elde edilen ve +9 V ile – 11 V değerlerine regüle edilen kontrol devresi beslemesi bulunmaktadır. Burada ek olarak D09 ve 10 diyotlarıyla röle beslemesi için bir negatif voltaj daha elde edilmiştir. Bu gerilim değeri ise yaklaşık -12V’tur. + 9 Volt kısmından alınan gerilimle 3.3 V zener üzerinden akım kontrolü için referans olarak kullanılan gerilim elde edilir. Aynı şekilde -11 Volt hattından da 8.2 Volt zener ile gerilim kontrolü için referans olarak kullanılan gerilim elde edilir. Her iki referans gerilimi plaket üzerinde bulunan trimpotlardan ve akım sınırlayıcı dirençlerden geçerek ön panelde yer bulan akım ve gerilim potansiyometrelerine gider. Burada trimpotlarla devrenin çalışma gerilimi sınırlarını belirlersiniz. Şemada A ile işaretli akım ayar potansiyometresinden (R08) gelen uç U02 LM 741 op-ampına gelir. Op-amp burada karşılaştırıcı olarak görev yapmaktadır. Görevi yük üzerinden akan akımla R23 direncinde meydana gelen gerilim düşümünü, diğer girişine uygulanan ayarlanan akım değerine ait gerilimi karşılaştırmak ve eşik değer aşıldığında Q04 transistörünü tetikleyerek Q01 güç transistörü sürücüsünün beyzini kısadevre etmektir. Bunun sonucunda çıkış gerilimi 0 Volt değerine düşer. Şemada bu durum 2 adet led üzerinden kullanıcıya gösterilir. DS02 CC (Constant Current-Sabit Akım) ve DS03 C.V (Constant Voltage-Sabit gerilim) ledleri, akım değerinin aşılması durumunda C.C, normal çalışma durumunda ise C.V olarak yanar. Gerilim ayarlama fonksiyonuna geldiğimizde de çok farklı bir yapı ile karşılaşmamaktayız. Burada da Gerilim ayar potansiyometresinden (R12) gelen orta uç U03 ise LM 741 op-amp üzerinden sürücü transistöre (Q01) uygulanır. Böylelikle 0-30 Volt arasında 0-3 Amper aralığında elde edilen güç değerini kullanıma hazır hale getirilmiş olur. Q3 transistörü ne işe yarar derseniz eğer, en kötü durumda kontrol çevriminin bozulup akımı sınırlayamaması durumunda R23 direnci üzerinde düşen gerilimle tetiklenerek Q2 transistörünün beyzini belli bir oranda emiteri ile kısa devre yapmaktır. Bu sayede de güç transistörü daima SOA (Safe operating area – Güvenli çalışma bölgesi) içinde tutulur. Aynı zamanda aşırı akım nedeniyle cihaza bağlanacak yükün de en az zarar görmesine çalışılır.

Şimdi de üçüncü bölüme bir göz atalım: Burada U01 LM 741 op-amp’ı üzerinde kurulu bulunan karşılaştırıcı devre çıkış gerilimin yaklaşık 15 voltu geçmesi durumunda röleyi aktif hale getirerek transformatörün 35V ucuna bağlar. Bu sayede güç transistörü üzerinde daima en az gerilim düşümü garanti edilir. Bu ise transistörün daha az kayıp güç, daha az ısıl yüklenme ile daha küçük soğutucu üzerine monte edilebilmesi demektir. Aynı zamanda kayıp güç değeri düşeceğinden tek güç transistörü ile yetinilmesi mümkün olmuştur.

Cihazı yaparken elbette bize en gerekli kısımlar göstergelerdir. Akım ve gerilim değişiminin eğilimini göstermesi bakımından analog göstergeler tercih edilirken, daha hassas okuma için de dijital göstergeler kullanılabilir. Biraz daha ileri gidenler sisteme her iki tip göstergeyi de ekleyebilir. Eğer dijital gösterge modülü ekleyecekseniz bu devrenin beslemeleriyle göstergelerin beslemelerini ayrı tutmayı unutmayın aksi takdirde göstergelerde kullanılan ICL 7106-7 entegreleri hasar görecektir.

Ayrıca devre üzerinde bulunan transistörleri bulamazsanız eşdeğerlerini de kullanmanız mümkündür. Yapımda mümkün olduğunca kaliteli malzemeler kullanmanızı tavsiye ederim. Önümüzdeki ay için devre ile ilgili olası problemlerinize cevap vermeyi planlıyorum. Ayrıca yetiştirebilirsem yeni bir baskılı devre planı hazırlayarak sunmaya çalışacağım .Bu nedenle eğer gerçekleştirip te sorunlarla karşılaşırsanız imkanlar dahilinde en kısa sürede cevap verilecektir. İşlerimin yoğunluğu nedeniyle bir miktar geç kalmakla birlikte elimden geldiğince az sorun çıkartan bir şema sunmaya çalıştım. Devrenin normalden biraz daha karmaşık olması nedeniyle yeni başlayanlara ve bu konuda tecrübesi az olan kişilerin yapmalarını önermem.

Barış SÖZÜAK
sozuak2004@yahoo.com