3.0 ile 30 voltta 1,5 Ampere kadar üç kademede akım verebilmektedir.
Transformatör ve Regülatör
Trafo bir adet 25.2 V, 2A ve ortadan bağlantılıdır. Bir tam dalga köprü doğrultucu, 1.5A, 50V PIV kullanılmış ve (köprü diyot düşümü çıkartılınca) Vpk‘sı 35.6V’dur veya şebeke voltajı 220V’den yüksekse birkaç volt daha fazladır. Regülatör bir LM317dir.
Şekil 1 Regüleli Ayarlanabilen Güç Kaynağı Devresi
LM317 regülatörü kullanıldığından, diğer güç kaynakları gibi tipik regülasyon özelliği % 0.5’dir. Örnekleme elemanı, ön panelden voltaj ayarlaması için değişken bir dirençtir. (5kOhm)
Çıkış akımı 1.5A iken, girişteki kapasitif filitrenin tepe voltajı 27-28 Volta düşer. Çıkış voltajı 3.0 volta ayarlandığında, regülatörün 25 Volta düşmesi gerekir. Böylece, 1.5 Amperde regülatör 37.5 Watt ısı verir, bu da kolaylıkla cihazın oso-kapatma koruma devresini devreye sokar.
Regülatörün ısı yayılımını kabul edilebilir değerlerde tutmak için, kaynağın çalışma aralığı üç aralığa bölünmüştür. Her aralıkta, anahtar en az çıkış voltajını limitlemek ve regülatörün giriş voltajını en fazla akımda tutmak için tasarlanmıştır. Bir voltaj düşürme direnci, giriş voltajını kontrol etmek için regülatöre seri bağlanmıştır, bu arada her aralığın en düşük voltajı örnekleme elemanının direnç oranı ile ayarlanmıştır. Örneğin, düşük aralık için, R1+R2 740 ohm ve R6+R7 en az 740 ohm’dur. R6+R7 nin R1+R2’ye oranı 1’dir. Formül ile:
V0 = 1.25(1 + (R6+R7)/(R1/R2))
Aralık için en düşük voltaj 25 volttur (1.25(1-1)). LM 317 ‘nin uçlarındaki en düşük fark voltajı 3 volt olarak ayarlanmıştır, ancak, birçok regülatör 2.5 volta kadar çalışacaktır. Kapasitif giriş filitresinden hemen sonra bir 9 ohm direnç eklenerek, regülatöre giriş voltajı, yük akımı 1.5 amper iken 14.5 volta limitlenmiştir. Direnç hem bir seri düşürme direnci, hem de C2 ile oluşturulan direnç-kondansatör filitre bölümünün direnç kısmı olarak görev yapmaktadır.
Düşük ve orta aralık için seri direncin uçlarındaki yaklaşık voltaj düşümü:
Aralık Rs 1.0A 1.5A
DÜŞÜK 9 ohm 9V 13.5V
ORTA 4 ohm 4V 6V
Ripple
Önceki LM317 kullanan kaynak gibi, ripple bastırma ya 65dB veya bypass kondansatörü C5 kullanıldığında 80dB’i geçmektedir. Ripple voltajı denklemi kullanılarak, regülatör ripple voltaj girişi aşağıdaki gibi hesaplanır:
Vr1(rms) = 2.4 x 1500/2200 = 1.64 volt
65dB ripple bastırması ile, regülatör çıkışındaki ripple voltajı 2000 kat azaltılarak 0.82 milivoltun altına alınır. Gerçek ölçümler bunun 3 ile 10 milivolt arasında olduğunu göstermektedir. Anahtara gelen uzun kablolar daha fazla ripple’a neden olmaktadır.
Çıkış kondansatörü C3 bir 2.2uF tantal kondansatör olup, asıl amacı yük tarafından oluşabilecek gürültüyü engelleyip regülatörün çalışmasını etkilememektir. Eğer filitre kondansatörlerinin regülatörden uzağa konulduğu bir güç kaynağı tasarımı yerleşimi söz konusu olursa, o zaman tasarıma 0.1uF C4 kondansatörü (çizgili olarak gösterilmiştir) eklenir.
Göstergeler
Bir LED pilot lamba ve bir metre, voltajın olduğunu göstermek için kullanılmıştır. LED, bir akım limitleme direnci (2.2kohm) ile, dc’nin olduğunu gösterir (regülasyondan önce). metre çıkış voltajını ve bir aralık anahtarı ise tam sapmayı 15 volttan 30 volta çıkartır. Anahtarın TAŞIMA durumu, güç kaynağı taşınırken metreyi kısa devre etmekte kullanılmaktadır.
Soğutucular
Bu güç kaynağı için akım arttığında yüksek ısı yayılımı olduğundan, regülatör ve TO-220 soğutucusu, kutunun arkasına bağlanmıştır. Regülatör soğutucudan yalıtılmıştır. Bu, ısı koruması için en fazla soğutucu alanını sağlamaktadır. Ancak, eğer güç kaynağı sürekli olarak Şekil 2’de gösterilen en yüksek sınırdaki voltaj ve akım durumlarında çalıştırılırsa, regülatörü korumak için ek önlem olarak kutunun arkasına üfleyecek şekilde bir fan yerleştirilmelidir.
Şekil 2 Ayarlanabilen Güç Kaynağı için Çalışma Bölgeleri
Çalışma Bölgesi
Şekil 2’de gösterildiği gibi, çalışma voltaj aralıkları içinde öyle yerler vardır ki, LM317’nin en yüksek güç dağılımı aşılmaktadır (15W @ Tc=25° – 90°C). Güç kaynağı bu bölgelerde çalıştırılmamalıdır. Diğer çalışma yasakları şöyledir:
1. Transformatörün ve doğrultucunun bazı akımlarda tepe voltaj çıkışı ve LM317’nin bacaklarındaki en az 3 Voltluk fark, maksimum çıkış voltajını 1.5Amperde 25 Volta sınırlamaktadır.
2. LM317 için en fazla yük akımı 1.5A’dir.
3. Anahtarla seçilen üç voltaj aralığı:
DÜŞÜK : 3 ile 11 Volt
ORTA : 9,5 ile 20 Volt
YÜKSEK : 18 ile 30 Volttur.
Aralığa göre voltaj ayarı değişmektedir. DÜŞÜK aralıkta kontrol düğmesinin tam döndürülmesi, ORTA aralıkta yaklaşık yarım döndürülmesi, YÜKSEK aralıkta ise yarımdan az döndürülmesi gerekmektedir. Her aralıkta çıkış voltajı arttırıldığında, LM317’deki fark voltajı düşmektedir ve (özellikle yüksek akımlarda) 3 voltun altına inebilmektedir. Bu LM317’nin regülasyondan çıkmasına sebep olur.
Montaj Detayları
Bu proje için kullanılan malzemeler Tablo 1’de listelenmiştir:
Tablo 1 Ayarlanabilir Güç Kaynağı Parça Listesi
| Açıklama | Adet | Şemadaki adı |
| 25.2V Transformatör | 1 | T1 |
| Köprü Diyot 1.5A, 50V PIV | 1 | BR1 |
| Diyot, 1N5400 | 1 | CR1 |
| IC, LM317 Voltaj Regülatörü | 1 | U1 |
| LED gösterge | 1 | CR2 |
| Kondansatör, 2200uF, 50V elektrolitik | 2 | C1, C2 |
| Kondansatör, 2.2uF, 35V elektrolitik | 1 | C3 |
| Direnç, 560Ohm, 1/2W | 2 | R1, R6 |
| Direnç, 270Ohm, 1/2W | 2 | R2, R7 |
| Direnç, 150Ohm, 1/4W | 1 | R3 |
| Direnç, 68Ohm, 1/4W | 1 | R4 |
| Direnç, 330Ohm, 1/4W | 1 | R5 |
| Potansiyometre, 5kOhm | 1 | R8 |
| Direnç, 1Ohm, 10W | 2 | R9, R10 |
| Direnç, 50Ohm, 10W | 4 | R13 – R16 |
| Direnç, 15kOhm, 1/4W | 2 | R20, R21 |
| Direnç, 2.2kOhm, 1W | 1 | R22 |
| Soğutucu | 1 | |
| Soğutucu bağlama malzemeleri | 1 | |
| Isı yayıcı malzeme – Silikon | 1 | |
| Çift kontaklı Çift pozisyonlu anahtar | 1 | S1 |
| Çift kontaklı Üç pozisyonlu anahtar | 2 | S2, S3 |
| Baskılı Devre (7cm x 10cm) | 1 | |
| Kutu (8 x 21 x 16) | 1 | |
| Panel metre 30V | 1 | M1 |
| Sigorta yuvası – Şase tipi | 1 | |
| 2A cam sigorta | 1 | F1 |
| Fişli Elektrik Kablosu | 1 | |
| Bağlantı uçları (siyah ve kırmızı) | 2 | TP1,TP2 |
| Lastik ayak seti | 1 | |
| Baskılı devre kutu yerleştirme ayakları | 4 | |
| Isı ile daralan boru |
Devre
Diğer projelerde olduğu gibi, malzemeleri delikli pertnaxtan Şekil 3’de yerleri gösterildiği gibi geçirin, ayakları bükün ve devrenin ara bağlantılarını yapın. Gerekirse ek kablo kullanın. Gösterildiği gibi devredeki E,F,G noktalarına üç adet 5cm kablo ekleyin ve yerlerine lehimleyin. Unutmayın Şekil 3 devrenin altını göstermektedir. Tellerin üzerine kısa daralan makaronlar geçirin. Bu teller kutunun arka kapağına bağlı olan LM317’ye bağlanacaktır.
Şekil 3 Ayarlanabilen Güç Kaynağı Parça Yerleşimi (alttan görünüş)
A,C,D,I,J,L,M,N ve O için 20cm teller, B için iki adet tel hazırlayın ve yerlerine lehimleyin. Bu telleri kolaylıkla ayırt edebilmek için farklı renkler seçin. A LM317’ye giden ana çıkış besleme hattı içinde olacak ve C2’ye bağlanacaktır. B seri düşüş direnci ile voltaj aralığını kontrol eden anahtar, S2’ye giden Vpk voltaj hattıdır. S2’ye bağlantıya Q denmektedir. C,D ve M, S2 aralık anahtarının bir tarafına; I ve J C22’ye; L ve N, R8 ayar kontroluna; ve O, 15 voltta tam sapma için M1’e bağlanır. devredeki TP1 ve TP2’ye 15cm kırmızı ve siyah teller bağlayın ve yerine lehimleyin. TP1 pozitif çıkış voltaj ucuna ve TP2 negatif çıkış ucuna bağlanacaktır.
Şekil 4’de gösterildiği gibi kutuya delikler delin. Kutunun resmi için Şekil 6b’ye bakın. Alt tarafına lastik ayakları kendi yapışkanları ile yerleştirin.
Şekil 4 Ayarlanabilen Güç Kaynağı için Kutu Yerleşimi
Montaj Sırası
1. Her seferde dikkatlice ve adım adım ilerleyiniz. Ana bağlantılar biraz karışık gözükebilir. Her sırada Şekil 1, 3, 4 ve 5’e bakın.
2. Güç anahtarı, sigorta yuvası ve şebeke kablosu arka panele yerleştirin. Şebeke kablosunu kutunun içinde 5cm bırakın.
3. Şebeke kablosunun bir telini F1 sigorta yuvasının uç bağlantısına lehimleyin. Sigorta yuvasının yan bağlantısından S1 güç anahtarının alt ucundan birisine bir kablo lehimleyin. Diğer şebeke ucunu anahtarın diğer alt ucuna lehimleyin. Sigorta yuvasına bir 2A sigorta yerleştirin.
4. Trafoyu kutunun altına monte edin. Primer uçlarını S1’in orta uçlarına lehimleyin. Anahtar yukarı pozisyonda iken güç kaynağı açıktır.
5.Şekil 4 ve 5’de gösterildiği gibi güç dirençleri beraber ve kutunun altına değecek şekilde iki telle bağlanmıştır. Dirençleri yerinde tutmak için bağlantı tellerini kutunun altındaki deliklerden geçirin. Şekil 1 ‘daki gibi R9’dan R18’e kadar ara bağlantıları yapın ve uçları lehimleyin. Dirençlerden aralık anahtarı S2’ye bağlantıları yapmak için H ve P bağlantılarını iki telle birleştiriniz.
Şekil 5. Montajı Tamamlanmış Ayarlanabilen Güç Kaynağı
6. Ön panel malzemeleri S2,S3,CR2,TP1,TP2,R8 VE M1’i yerleştirin.
7. IC ve soğutucu arasına yalıtkan mika malzeme gelecek şekilde IC regülatörü soğutucuya birleştirin. Aynı plastik somun ve vida ile soğutucuyu kutunun arkasına bağlayın. Her yüzde ısı dağıtıcı silikon kullanın.
8. Baskılı devreyi yerine monte etmeden önce, Şekil 3’de gösterildiği gibi transformatörün sekonder uçlarını baskılı devreden geçerin ve yerlerine lehimleyin.
9. Baskılı devreyi ayaklarına monte edin ve Şekil 4 ve 5’de gösterildiği gibi yerine yerleştirin. Vidalarını sıkın.
10. Şekil 3’de gösterildiği gibi E,F ve G tellerini LM317’ye lehimleyin. Tellerin uzunluklarını ayarlayın ve bağlantılar üzerine daralan makaron geçirin.
11. R8 voltaj ayarlama direncine (potansiyometre) arka taraftan bakarak, N’yi sol taraftaki uca lehimleyin. L’yi orta uca ve sağ taraftaki uca uçları kısa devre edecek şekilde lehimleyin.
12. LED kabloları, I ve J üzerine kısa ısı ile daralan boru geçirin ve LED gösterge uçlarına onları lehimleyin. J kısa uca (katod), I uzun uca (anod) bağlayın. Bağlantıların üzerine boruları kaydırın.
13. Pozitif kırmızı kabloyu TP1’e ve negatif siyah kabloyu TP2’ye lehimleyin. Bunlar çıkış voltajı bağlantı uçlarıdır.
14. O telinin M1 metresinin negatif ucuna lehimleyin. R telini, M1’in negatif ucundan, S3’ün alt sağ taraftaki ucuna (arkadan bakarken) lehimleyin.
15. M1’in pozitif ucundan S3’ün orta sağ taraftaki ucuna bir S teli bağlayın. Bu aynı ucu ve S3’ün üst ucunu, R21’e bağlayın. R21 M1’i tam sapmada 30V yapmaktadır.S3’ün üst ucundan TP1’e T kablosu çekerek M1 bağlantılarını tamamlayın.
16 Güç dirençleri R9 ve R13’ün bağlandığı yere A telini lehimleyin. Bu bağlantıda yukarıdaki 4. sıradan bir H teli vardır. S2’nin üst sağ tarafına (arkadan bakarken) H’ı lehimleyin.
a. +5V Güç Kaynağı b. ±12V ve Ayarlı Güç Kaynağı
Şekil 6. Kutular
17.S2’nin orta sağ tarafındaki uca Q telini ve alt sağ taraftaki uca P telini lehimleyin. S2’nin ucu yukarıda iken, S2 ORTA aralıktadır. Aşağıda iken YÜKSEK aralıktadır ve ortada iken DÜŞÜK aralıktadır.
18. S2’nin alt sol taraftaki ucuna (arkadan bakarken) C telini, orta uca M telini ve üst uca D telini lehimleyin.
19. Şekil 1’a göre tüm bağlantıları tekrar kontrol edin. Tüm hataları kontrol edin.
20. Üstte soğutucu delikleri delinmemişse şimdi açın. Üst kapağı kapatın.
21. Çıkışa bir voltmetre bağlayın ve değişik güç dirençleri ile güç kaynağını test edin. Tablo 2 güç kaynağını değişik yük akımlarında test etmek için, çeşitli voltaj ve güç direnci kombinasyonlarını listelemektedir. Şekil 2’ye tekrar bakarak güç kaynağının sadece izin verilen aralıkta çalıştığından emin olun. Çalışma aralığında regülasyon %0.5 olmalıdır.
Tablo 2 Ayarlanabilir Güç Kaynağının Test Etmek için Direnç Değerleri
| Aralık | Vo | IL | RL | PD* |
| V | A | Ohm | W | |
| YÜKSEK | 25 | 1,25 | 20 | 5 |
| 20 | 1,5 | 13,3 | 12 | |
| ORTA | 20 | 1,5 | 13,3 | 3 |
| 15 | 1,5 | 10 | 10,5 | |
| 12 | 1 | 12 | 14 | |
| DÜŞÜK | 10 | 1,5 | 6,7 | 6,8 |
| 6 | 1 | 6 | 15 | |
| 3 | 0,5 | 6 | 12,3 |
* Şebeke voltajı değişmelerinden dolayı, PD değerleri değişik olabilir. PD çok yüksek olursa, ısı koruma devresi regülatörü kapatabilir.
ÖZET
Bu kısım çeşitli kullanım amaçları için yeterli üç değişik güç kaynağı tasarım ve imalat detaylarını göstermiştir. Devreler gerekirse montajı yapan tarafından değiştirilebilir veya modifiy
