Güç Kaynağı Yapalım V

Bu ay ortak topraklı bir +12 Volt ve bir -12 Volt çıkışı bulunan güç kaynağının yapımı anlatılıyor.

IV. LİNEER GÜÇ KAYNAĞI PROJELERİ (devamı)

Bu kısımda, geçen kısımdakinden farklı bir güç kaynağı projesi bulunmaktadır. 
 

±12 VOLT REGÜLELİ GÜÇ KAYNAĞI 
(±3 ile ±15'e ayarlayabilirsiniz)

Bu proje ortak topraklı bir çift güç kaynağı olup, bir +12 Volt ve bir -12 Volt çıkışı bulunmaktadır.

Ne lazım
Çıkış Voltajı
Pekçok analog IC ve bazı dijital data haberleşme ICleri değişik güç kaynakları ile çalışmaktadır. Bu tip güç kaynaklarının genellikle eşit pozitif ve negatif çıkış voltajı ile ortak toprağı vardır. Değişik pozitif ve negatif voltajlara gerek duyan özel ICler de vardır, bu durumda voltajları ayarlamak için gereken tasarım prensibi aynıdır.

Yük Akımı
Pekçok analog devre uygulaması düşük sinyalleri yükseltmek içindir. Sonuç olarak, yük akımları oldukça düşüktür, bu yüzden birçok sistemde her fark voltajı için 1,5 amperlik belli bir yük akımı yeterli olacaktır.Uygulama 10 ile 12 wat veren bir güç yükselteci olsa bile tasarım yeterli olacaktır.

Ripple
Düşük sinyalli analog devreler mantık devrelerinden daha da düşük ripple voltajlarına gereksinim duyar, bu yüzden bu tasarım için seçilen regülatör +5 Volt kaynağındakinden daha yüksek ripple engelleme özelliğine sahip olmalıdır. Güç kaynağı eğer daha fazla ripple engellemeye gerek duyarsa, giriş filitresine daha fazla filitre bölümleri eklenebilir veya LM317 regülatörde anlatılacağı gibi, regülatör devresine ek parçalar eklenebilir.

Regülasyon
Sinyallerden dolayı oluşabilecek akım değişimlerinin, dijital devrelerdeki kadar analog devrelerde de şiddetli olabileceği pek sık rastlanmaz ancak, daha küçük voltaj değişimleri analog devrelerde önemli sinyallere dönüşürler. Bu sebeple, değişen güç kaynağı voltajının regülasyonu % 0.5'e, geniş ısı değişimlerinde ise en fazla % 1'e ayarlanır.

Koruma
+5 V kaynaktaki benzer koruma özellikleri bu tasarıma da eklenmiştir. Bir giriş sigortası, bir çift anahtarlı güç anahtarı ve bir pilot LED lamba.

Malzeme Seçimi
Negatif IC regülatörlerinin pozitif IC regülatörlere göre daha kolay bulunmamalarından dolayı, bu projede iki adet ayarlanabilen LM317T regülatör ve her kısım için ayrı, ortadan bağlantııl 25.2 Volt transformatör kullanılmıştır.
Şekil 4-5'de gösterilen şemada iki bağımsız güç kaynağı devresi ac girişleri paralel, çıkışları da seri bağlanmıştır. İkinci kaynağın pozitif ucu birincinin negatif ucuna bağlanarak ortak toprağı oluşturmuştur. Kaynağın özellikleri ise:

Çıkış Voltajı: ±12; tipik %0.5, ortak topraklı
Çıkış Akımı: her voltaj için en fazla 1.5 Amper
Ripple: 65 ile 80 dB tipik bastırma

Şekil 4-5 ±12V Regüleli Güç Kaynağı Devresi

Giriş kondansatör filitresi uçlarındaki tepe çıkış voltajı 17.8 Volttur. (12.6 x 1.414) Tam dalga doğrultmaç için iki 1N5400 diyot kullanılmış, transformatörlerin orta uçları negatif uç olarak kullanılmıştır. Diyotlar 3 Amper, 50 PIV olup gerekli olan 35.6V PIV değeri için yeterlidir.
LM317T regülatöre eklenmiş bulunan bir avantajla, ayar bacağı ve toprak arasındaki direncin ve çıkış ile ayar bacağı arasındaki direncin oranı değiştirilerek çıkış voltajı değiştirilebilmektedir. 12V çıkış için, R1 ve R3 için 390 ohm direnç kullanıldığında, programlama dirençleri R2 ve R4 formülle hesaplanabilir:

V₀=1.25[1+(R₂/R₁)]
V₀/1.25 – 1 = R₂/R₁ Vo için 12 girilirse: 12/1.25 – 1 = R₂/R₁
9.6 – 1 = R₂/R₁
8.6R₁ = R₂ Eğer R₁ = R₃ = 390 Ohm ise R₂ = R₄ = 3300 Ohm olur.

LM317'nin tipik ripple bastırma karakteristiği 65dB'dir. R₂ ve R₄ ün bir 10uF kondansatör ile baypaslarsanız (C5 ve C6 olarak gösterilmiştir) bunu 80 dB'ye çıkartabilirsiniz. ±5V kaynaktaki aynı giriş filitre kondansatörü kullanıldığında, giriş ripple aynı olacaktır (760 milivolt). 65 dB bastırma ile, çıkış ripple 2000 katı az olacaktır. 80 dB bastırmada çıkıştaki ripple 10000 kat azaltılacaktır.

Montaj Detayları
Bu projede Tablo 4-2'deki parça listesi kullanılmıştır.

Tablo 4-2 ±12V Regüleli Güç Kaynağı Parça Listesi

Şekil 4-6'daki bağlantı çizimine göre devreyi delikli pertnax üzerine bağlayın.Pertnax'ı 7.5cm x 15cm olacak şekilde deliklerini kullanarak işaretledikten sonra işaretli yerden bölün. Diğer projelerde olduğu gibi, gösterilen yerlere malzemelerin bacaklarını yerleştirip pertnaxın altına doğru bacakları kıvırın ve Şekil 4-6'da gösterildiği gibi pertnaxın altında bağlantıları yapın. Tüm bağlantıları tamamlamak için ek kabloları ve malzemenin bacaklarını lehimleyerek birbirlerine bağlayın. 
Şekil 4-6'da gösterilen yerlerden pertnaxa iki kırmızı tel, bir siyah tel ve iki farklı renkte tel geçirin. Kırmızı tellerden birisini negatif çıkışa TP3 ve diğer kırmızı kabloyu pozitif çıkışa TP1'e lehimleyin. Siyah kabloyu toprak bağlantısına TP2'ye lehimleyin. Diğer renkteki teller CR5'e bağlanacaktır. Bir ucu CR1 ve CR2'nin bi
rleştiği yere ve diğerini de R5'in sonuna lehimleyin. Pertnaxı ayakta tutmak için gerekli ayakları uçlara vidalayın.

Kutu ve Malzemeleri
Şekil 4-7'de gösterildiği gibi kutunun altında ve üzerinde bağlantı ve soğutma deliklerini delin. Resmi görnek için Şekil 4- 14b'ye bakın. Trafo ve baskılı devre alta monte ediliyor. Şekil 4-7'de gösterilen yerlere kutunun altına kendi yapışkanları ile lastik ayakları yerleştirin.

Montaj Sırası
1. Bağlantı uçlarını ve LED'i ön panele, güç anahtarını ve sigorta yuvasını ön panelin altına Şekil 4-7 ve 4-8'de gösterildiği gibi monte edin.
2. Şebeke kablosunu kutunun arkasındaki 1cmlik delikten geçirip düğümleyin. Kutunun içinde 5cmlik kablo kalsın.
3. Şekil 4-7 de gösterildiği gibi transformatörü arka kapağa yakın yerine monte edin. Vidalarını takın.
4. AC şebeke kablosunun bir ucunu F1 sigorta yuvasının uç bağlantısına lehimleyin. Sigorta yuvasının diğer bağlantısından bir tel ile S1 güç anahtarının alt çift uçlarından birisine lehimleyin. Şebeke kablosunun diğer ucunu anahtarın diğer alt ucuna lehimleyin. Trafonun primer uçlarını anahtarın orta uçlarına bağlayın. Sigorta yuvasına 1.5A sigorta yerleştirin. Anahtar yukarı durumda iken güç kaynağı açık durumdadır.

Şekil 4-6 ±12V Regüleli Güç Kaynağı Parça Yerleşimi 
(alttan görünüş)

5. Pertnaxı yerleştirmeden önce, her trafonun sekonder ucunu pertnaxtan geçirin ve alttan doğrultucu diyotlara lehimleyin. Şemayı dikkatle takip edin. Negatif trafo uçları CR3 ve CR4'e gidiyor. Pozitif trafo uçları CR1 ve CR2'ye. Trafo orta uçlarını pertnaztan geçirin. Negatif trafo ucu negatif çıkış bağlantısına lehimlenecek, pozitif trafo ucu toprağa lehimlenecektir. Pertnaxı tutacak ayakları kısa vidalarla kutuya bağlayın.
6. Baskılı devreyi (Pertnaxı) ayakları üzerine kısa vidalarla yerleştirin.

Şekil 4-7 ±12V Güç Kaynağı için Kutu Yerleşimi

7. Devreden çıkan kırmızı negatif çıkış ucu TP3, negatif çıkış bağlantı ucuna lehimleyin, sonra bağlantı ucunu yerine yerleştirip vidasını sıkın.
8. Devreden çıkan kırmızı pozitif çıkış ucu TP1, pozitif çıkış bağlantı ucuna lehimleyin,  sonra bağlantı ucunu yerine yerleştirip vidasını sıkın.
9. Devreden çıkan siyah toprak ucunu, siyah toprak bağlantı ucuna TP2 lehimleyin,  sonra bağlantı ucunu yerine yerleştirip vidasını sıkın.
10. Isı ile daralan borudan biraz kesip R5'den gelen kabloya geçirin ve onu da  CR5in kısa ucuna lehimleyin. Aynı işlemi devreden gelen diğer kablo için de yapın, ama CR5'in uzun ucuna bağlayın. LED gösterge şimdi bağlanmıştır. Boruları CR5'in lehimli yerlerine doğru kaydırın.
11. Tüm bağlantıları Şekil 4-5deki devreye göre tekrar kontrol edin. Hataları düzeltin.
12. Kutunun üzerinde soğutma delikleri açılmadıysa, şimdi açın.

Şekil 4-8 Montajı yapılmış ±12V Güç Kaynağı

13. Çıkışa bir voltmetre bağlayın, fişi prize takın ve kaynağı kullanmadan önce güç anahtarını iterek, çıkış voltajını test edin. Her çıkış voltajı da 12 Volt olmalı ve çıkış uçlarına miliamperden 1.5 Ampere kadar yük bağlandığında regülasyon %1'in içinde kalmalıdır. (Bir 8 Ohm, 20 Watt güç direnci, 1.5A için kullanılabilir)

DİKKAT:
Eğer güç kaynağı sürekli olarak 1.5A de kullanılacaksa, o zaman kutunun üzerine aşağıya üfleyecek şekilde bir fan bağlanması, kutunun istenilen ısıda kalmasını ve ısı limitlerini aşmamasını sağlayacaktır.

Bir sonraki ay değişken voltajlı güç kaynağı yapmayı öğreneceğiz.

Sevgisiz ve elektroniksiz kalmayın…