Laboratuvar Tipi Güç Kaynağı

Çok kullanışlı bir güç kaynağı yapmaya ne dersiniz? Hemen herkesin elektronik dünyasına girdiği andan itibaren en önemli
ihtiyacı bir güç kaynağı olmaktadır. Bu yazıda size yapımı ayarları basit ve
kullanışlı bir güç kaynağı projesini anlatmaya çalışacağım. Laboratuvar tipi
dedik çünkü bir takım özelliklerin olması istenir bu tip cihazlarda.
Öncelikle test ettiğiniz devrenin zarar görmemesi için bir takım koruma
devreleri olmalıdır, sonra voltajı ve akımı sınırlanabilir olmalıdır. Kısa devre
koruması olmalıdır. Eğer uzun besleme kablosu kullanıyorsanız bu kabloda
düşen gerilim ne olacak? bunu da hisseden bir devre olsa kötümü olur?
Evet bu devre bütün bunların hepsini yapıyor işte.

Şemayı daha net görmek için üzerine sağ tuşla tıklayıp çıkan menüden (View Image) faydalanın.

Devremizde iki adet transformatör kullanıyoruz. Birinci transformatör
referans kaynağıdır elektronik kontrol devresini besler, bir tür referans
transformatörüdür. 3 Ampere kadar olan besleme gücünü ise ikinci
transformatör sağlar. Devre şemasına biraz daha yakından bakalım,
LM723 (IC1) devredeki 7,5 V luk referans gerilimini sağlar.
Bu voltaj (IC2) LM741 in 3 nolu bacağına erişir, 2 nolu bacak ise R8
direnci üzerinden toprağa bağlanmıştır. Girişteki D2 ve D3 diyotları ani
voltaj yükselmesine karşı koruyucu olarak konmuştur. LM741 in çıkışı güç
devresini kontrol eder. Güç transistörü çıkışındaki 0.22 ohm’luk direnç
(R17) üzerindeki gerilim ikinci (IC3) LM741 tarafından P2 trimpotu ile
ayarlanan değer ile karşılaştırılarak voltaj seviyesi belirlenir. IC3 ün çıkışı
IC2 gibi güç transistörünün beys ini besler. Eğer çıkış akımı P2 ile
belirlenen değerden fazla ise bu durumda IC3 iki değer birbirini tutana
kadar çıkış seviyesini düşürür. T1 transistörü ve çevresindeki elemanlar
belirlenen akım sınırı geçildiği zaman uyarı LED ini yakarlar ve çıkış
gerilimi sıfıra düşer. Diyelim ki kısa devre oldu LED (D7) yanacak çıkış
gerilimi de sıfır volt’a inecektir. Devremizde çıkış gerilimi ve akımını görsel
olarak gözlemliyebilmek içi iki adet ölçü aletimiz vardır. Her ölçü aletine seri
bağlı birer trimpot (P3, P4) ölçüm için hassas ayar yapmanızı sağlar.

Referans devresindeki C3 kondansatörünün iki görevi vardır. 723 ün
içindeki zener den kaynaklanan parazitleri süzmek ve referans voltajına
yumuşak bir kalkışla yol vermek. Eğer bu yumuşak kalkış sağlanmamış
olsaydı ilk anda çıkışta maksimum voltaj olurdu, tabiki buda güç kaynağına
bağlı cihazın zarar görmesine yol açabilirdi. Devre üzerindeki D1 den D8
kadar olan diotlar gerilim kaynağınızı kapattığınızda kaynağa bağlı
cihazlarınızdaki voltaj deşarjlarına kartı devrenizi korurlar.

Şemayı daha net görmek için üzerine sağ tuşla tıklayıp çıkan menüden (View Image) faydalanın.

Devrenin diğer bir özelliği de bahsettiğim gibi, eğer uzun bağlantı kablosu
kullanıyorsak bu kablodaki gerilim düşümünden dolayı cihaz üzerinde
okuduğunuz voltajın bağlantı uçlarında bulunmayacağıdır. Örneğin bağlantı
kablosunun iç direnci 1 ohm ve devreden 1 Amp çekiyorsak bağlantı
uçlarında cihaz üzerindeki voltmetreden okuduğumuzdan 1 Volt daha az
bir gerilim olacaktır. +S ve -S terminalleri bağlantı noktasındaki gerilimi
ölçerek bu noktada istediğimiz gerilimi sağlamaya yarar. Bunu için
bağlantı kablolarına paralel olarak +S ve -S terminallerinden ilave kablo
bağlantısı yapmanız gerekmektedir.

AYARLAR

Maksimum çıkış voltajı 35V ve akımı 3Amp dir. Tabi istenirse farklı
değerlere de ayarlanabilir. Bu durumda C9 ve C10 kondansatörlerinin
yeni voltaj değerleri için uygun olup olmadığını tekrar düşünmek gerekir.
Ben devrede güç transistörü olarak MJ3001 kullandım. Şu hiç bir zaman
unutulmamalıdır. Hangi güç transistörünü kullanıyorsak bu transistörün izin
verdiği Kollektör Emiter voltajı aşılmamalıdır. Transistörü soğutucuya
bağlamayı unutmuyoruz. Baskılı devre üzerinde transistör montajı için
sadece çıkış uçları bırakılmıştır, soğutucu devre üzerinden başka bir
yerde bulunduğu için bu uçları kablo yardımı ile transistöre taşıyacağız.
Transistörü soğutucu ile birlikte yapacağınız kutunun arkasında açık bir
yere monte ediniz. Seçimde bulunurken dikkat edilecek diğer konu da
“güç transformatörünün gücü ne olmalı?” konusu. Basit olarak;

Çekmeyi düşündüğümüz akım (Amp) x 1,41 = Trafonun verebileceği
max akım (Amp)

Eğer güç kaynağınızı 3Amp olarak dizayn etmeyi düşünüyorsanız
4Amp’lik bir trafo işinizi görecektir.

Istediğimiz voltaj ve akım sınırlarını ayarlama prosedürü ise töyle;

R4 ve R16 dirençlerini monte etmeyin, bu dirençler sizin belirleyeceğiniz
gerilim ve akım sınırlarına göre değer alacaktır. Önce gerilimi
ayarlayacağız, çıkış terminaline bir multimetre bağlayın, P1 trimpotunu
maksimum değerine getirin, R5 direncine bağlayacağınız paralel
dirençler yardımı ile istediğiniz maksimum voltaj değerini bulun, bu
bulduğunuz direnci artık devreye monte edebilirsiniz, gerilim kaynağından
bundan daha fazla voltaj alamazsınız. Daha sonra P1 ile istediğiniz
seviyeye voltajı düşürebilirsiniz. Aynı işlemi akım seviyesinin tespiti için
P2 trimpotu ve R16 direncine bağlayacağınız paralel dirençler ile
tekrarlayın. Böylece gerilim ve akım sınırlarını belirlemiş olduk. P3 ve P4
trimpotlarının ayarı ile de, çıkış terminaline bağladığınız multimetreden
okuduğunuz değerleri cihaz üzerine taktığınız volt ve ampermetre de
göreceksiniz.

Dikkat, C12 kondansatörü baskılı devre üzerine monte edilmeyecektir.
Bu kondansatörü, voltaj çıkış terminallerinin bulunduğu yere, tercihan
kutuladığınız cihazınızın içinde terminalleri monte ettiğiniz yere
bağlıyacaksınız.

İşte tüm devre bu kadar.

Malzeme listesi:
R1, R3, R6, R8, R12, R13, R14: 4k7
R2: 22 ohm
R4, R16: yazıda
R5: 10k
R7, R10: 1k
R9: 2k2
R11: 470 ohm/1W
R15: 15k
R17: 0.22 ohm/3W
R18: 4k7/1W
R19, R20: 47 ohm
R21: 5k6
R22: 270k
P1: 50k Pot (lineer)
P2: 1k Pot (lineer)
P3: 2k5 Trimpot
P4: 250k Trimpot

C1, C2: 1000uF/25V
C3: 100uF/10V
C4, C7: 100p
C5: 10uF/25V
C6: 1n
C8: 56p
C9: 47uF/63V
C10: 4700uF/63V
C11: 820n
C12: 100n

B1: Köprü diyot B40C1000
B2: Köprü diyot B80C5000/3300
D1, D8: 1N4001
D2….D5: 1N4148
D6: 3V3, 400mW zener
D7: LED kırmızı
T1: BC559
T2: MJ3001
IC1: LM723
IC2, IC3: LM741

S1: çift kutuplu anahtar
M1, M2: 100uA ampermetre
Tr1: 2x12V/400mA transformatör
Tr2: 33V/4A transformatör

F1: 1A sigorta
Bir de transistör için uygun bir soğutucu

Başarılar.
Ali Akyol

Gerekli dosyalar:
BoardMaker dosyası olarak devre şeması (8.011 Byt)
BoardMaker dosyası olarak devre şeması (6.698 Byt)

veya

Print file olarak eleman tarafı yerleşim şeması (285.869 Byt)
Print file olarak lehim tarafı şeması (285.869 Byt)
Print file olarak devre şeması (352.011 Byt)