Entegre Gerilim regülatörleri

Entegre regülatörlerinin en önemli özellikleri küçük hacimli olmaları ve değişik giriş gerilimlerinde değişik çıkış gerilimi verebilmeleridir.

İşlemsel kuvvetlendiricilerden sonra en çok kullanılan analog tümleşik devreler gerilim regülatörleridir. Bu entegrelerin içinde referans kaynağı, hata yükselteci, kontrol elemanı ve aşırı yük koruma devreleri bulunmaktadır. Bunların en çok kullanılanları arasında 7805, 7812, 7905, 7912, LM317, LM337 sayılabilir. Aşağıda bunlarla ilgili devreler görülmektedir.

Birçok uygulama için en basit gerilim regülatörü 3-bacaklı olanlarıdır. Sadece 3 bağlantısının (giriş, çıkış ve toprak) olması ve üretim esnasında çıkış voltajının sabitlenmesi çok kullanışlı olmasını sağlamaktadır. Tipik olarak 78xx ile gösterilir. Çıkış voltajı son iki karakter ile belirtilir.

Örneğin, 05, 06, 08, 10, 12, 15, 18, veya 24. Şekil A da +5 voltluk bir regülatörün nasıl yapıldığı gösterilmektedir. 78xx serisi plastik yada metal kılıfta bulunabilir. 79xx serisi negatif regülatör olarak bilinir ve 78xx serisi gibi çalışır (negatif giriş gerilimiyle).
3-uçlu regülatör devresi

Şekil A. 3-uçlu regülatör devresi

Şekil B de ise 3-bacaklı ayarlı gerilim regülatörü ile yapılmış bir devre görülmektedir. Bunun avantajı ise çıkışın istenilen voltaj değerine ayarlanabilmesidir. En çok bilineni LM317 entegresidir. Bu regülatörde toprak bağlantısı yoktur, bunun yerine çıkış ucu ile ayar (ADJ) ucu arasında 1.25 volt sabit kalacak şekilde çıkışı ayarlar. Çıkış voltajı; Vout = 1.25 (1+R2 / R1) formülü ile bulunur.

Şekildeki devrede çıkış voltajı 1.25 volt ile 25 volt arasında ayarlanabilir.

3-uçlu ayarlanabilir regülatör devresi

Şekil B. 3-uçlu ayarlanabilir regülatör devresi

Entegre gerilim regülatörlerini şu üç gruba ayırmak mümkündür:

1. Pozitif Regülatörler
2. Negatif Regülatörler
3. Ayarlanabilir Regülatörler

Pozitif Entegre Regülatörü

En çok kullanılan LM340 ve 78XX regülatörleri bu gruba girer.
Şekil 1 ‘de LM340 regülatörünün ayak bağlantıları verilmiştir.
Entegre regülatörleri (1)
Şekil 1 – LM340 Entegre regülatörü
1 nolu ayağı, Giriş
2 nolu ayağı, Toprak
3 nolu ayağı, Çıkış
Giriş gerilimi: 3-20Volt
Çıkış gerilimi: 5-12-15Volt (±)%4 olan tipleri vardır.
Maksimum çıkış akımı: 1.5Amper ‘dir.Şekil 2 ‘de, LM340 ‘lı bir regülatör devresi verilmiştir.
Pozitif gerilim regülatörlerinde Şekil 2 ‘de görüldüğü gibi giriş ve çıkış gerilimleri toprağa göre pozitifdir.
Entegre regülatörleri (5)

Şekil 2 – LM340 ‘lı regülasyon devresi.

Çıkış akımı: IL = Vreq / RL ile hesaplanır. Giriş ve çıkış kondansatörleri filtre görevi yapıp dalgalanmayı önlemektedir.

78XX Regülatörü

78 serisi regülatörleri Tablo 1 ‘de gösterildiği gibi bir seri halindedir. Değişik giriş ve çıkış gerilim ve akımlarında çalışmaktadırlar.

78 ‘den sonra gelen iki rakam, regüleli çıkış gerilimini göstermektedir.

Tablo 1: Değişik 78XX regülatörleri
Entegre 78XX 7805 7805A 7806 7806A 7808 7808A
Giriş gerilimi (V) 10 10 11 11 14 14
Çıkış gerilimi (V) 5 5 6 6 8 8
Çıkış akımı (A) 0,5 1 0,5 1 0,5 1

 

Entegre 78XX 7812 7812A 7815 7815A 7818 7824
Giriş gerilimi (V) 19 19 23 23 27 33
Çıkış gerilimi (V) 12 12 15 15 18 24
Çıkış akımı (A) 0,5 1 0,5 1 1 1

Akım Takviyeli Pozitif Regülatör

Şekil 3 ‘de 78xx regülatörünün ayak bağlantıları verilmiştir.

78xx Regülatörünün ayak bağlantıları şöyledir:

1. Nolu ayağı : Giriş
2. Nolu ayağı : Toprak
3. Nolu ayağı : Çıkış

78xx regülatörü ile de, Şekil 4 ‘da verilen LM340 ‘lı devreye benzer bir devreyi oluşturmak mümkündür.

Şekil 4 ‘de, 7805 regülatörlü bir devrenin çıkış akımını yükseltmek için uygulana transistör devresi gösterilmiştir.
Transistör çalıştığı zaman IL yük akımını arttırmaktadır.
R direnci hem transistörün emiter-beyz polarmasını, hem de entegre giriş bağlantısını sağlamaktadır.
Transistörün çalışması için VBE = 0,6Volt olmalıdır. Bu gerilim, R direnci üzerindeki, VR gerilim düşümü ile oluşmaktadır. Yani, VR=VBE ‘dir.

Transistörün çalışması için R direncinden geçmesi gereken IR akımının hesaplanması:

R direnci 4,7 Ω gibi küçük değerlerde seçilir.
IR=VR/R =0,6/4,7 = 0,217A olarak bulunur.

IR = 0,127A ‘e ulaştığında transistör çalışır ve yük akımını takviye eder. Güçlü bir transistör seçildiği takdirde bu takviye 10A ‘e kadar çıkar.

Transistörün takviye akımı tamamen regülatör giriş akımına bağlı olup, bu akım sabit kaldığı müddetçe, transistörün giriş ve çıkış akımları da sabit kalacak ve belirli bir oranda IL yük akımını takviye edecektir. Dolayısıyla yük gerilimi de belli değerlerde sabit kalacaktır.
Entegre regülatörleri (3)

Şekil 4 – Akım takviyeli pozitif gerilim regülatörü

Negatif Entegre Regülatörü

Negatif gerilim regülatörlerinde, giriş ve çıkış gerilimleri toprağa göre negatiftir. Kaynağın ve yükün pozitif gerilim tarafları topraklanmıştır. Çalışma prensibi bakımından pozitif gerilim regülatörlerinden farkı yoktur.

79XX serisi bu tür regülatörlere bir örnektir.

79XX serisi entegrenin 78XX serisinden en önemli farkı, 1 nolu ucun toprak olmasıdır.
Şekil 5 ‘de 79XX regülatörünün ayak bağlantıları, Şekil 6 ‘da da devreye bağlanışı gösterilmiştir.

Ayarlanabilir Entegre Regülatörü

Entegre regülatörleri (2)
Şekil 5 – 79XX Entegre regülatörü
1. Nolu ayağı : Toprak
2. Nolu ayağı : Giriş
3. Nolu ayağı : Çıkış
Entegre regülatörleri

Şekil 6 – 79XX Regülatörünün Devre Bağlantısı

Ayarlanabilir Entegre Regülatör

LM340 regülatörü ile Şekil 7 ‘de görüldüğü gibi çıkış gerilimi ayarlı bir devre kurmakta mümkündür.
Entegre regülatörleri (4)
Şekil 7 – Çıkış gerilimi ayarlı regülatör
Şekil 7 deki devrenin çalışmasıyla ilgili olarak örnek bir hesaplama:

LM340 regülatörü 5V çıkışlı bir regülatör olsun. Bu durumda çıkış ucu(3) ile ortak uç(2) arasında 5V ‘luk bir sabit gerilim olacaktır.
Diğer taraftan RL1 ve RL2 yük dirençleri üzerinden IL gibi bir yük akımı akacaktır.

IL akımının çıkış uçları arasında oluşturacağı gerilim şöyle hesaplanır:

Regülatörün çıkışında: VREG=5V bulunmaktadır.

RL1 direnci çıkış ucu ile ortak uç arasına paralel bağlı olduğundan bunun üzerinde de 5V ‘luk gerilim düşümü oluşmaktadır. O halde RL1 ‘den geçecek olan IL akımı 5 volt ile sınırlı olacaktır.

Bu durmda: IL =5/RL1 olmaktadır.
Devrenin tamamlanması için ayrıca IL akımı RL2 direnci üzerinden de akacaktır.

RL2 üzerinden bir de, ortak uçtan gelen ve sükunet akımı denen 6-8 mA arasında küçük değerli bir Io akımı da akar. Ancak bu akım, IL yanında çok küçük kaldığından genellikle hesaplamalarda dikkate alınmaz.
Bununla beraber, hassas bir çalışma yapılması isteniyorsa, dikkate almak gerekir.

Io akımı da dikkate alınarak bir hesaplama yapılırsa:
Çıkış gerilimi:

VÇ = 5+RL2 (IL+I0) dir.
RL1 = RL2 = 200 Ω olsun I0 = 7 mA alalım.
VÇ = 5+200((5/200)+0,007) = 5+5+1,4 ‘ten
VÇ = 11,4Volt olarak bulunur.

I0 akımı, giriş akımındaki dalgalanmalardan, sıcaklıktan ve yük oluşumundan etkilenir ve bir miktar değişir. 1mA değişsin.
I0=8mA olsun..

Bu durumda çıkış gerilimi: VÇ = 5+5+1,6 = 11,6Volt olur.

Görüldüğü gibi, çıkış gerilimi 0,2V (200mV) büyümüştür.

Çoğu halde çıkış geriliminin 20mV ‘tan daha fazla değişmesi istenmez böyle bir durumda 200mV ‘luk değişiklik büyük bir değişiklik sayılır.

Bu değişikliği mümkün olduğunca küçültmek için RL2 değişken direnci 100Ω ‘un altında seçilir.

RL2 direnci değiştirildikçe, VÇ çıkış geriliminin nasıl değişeceği yukarıda yapılana benzer bir hesaplamayla bulunabilecektir.

Benzer Yazılar

YAZAR : Admin

Elektronik Mühendisi / E.Üni. Kalibrasyon Lab. Sorumlusu / Biyomedikal Kalibrasyon Laboratuvarı Sorumlu Müdürü (Sağ.Bak.) / X-Işınlı Görüntüleme Sistemleri Test Kontrol ve Kalibrasyon Uzmanı (Sağ.Bak.) / Ultrason-Doppler Sistemleri Test Kontrol ve Kalibrasyon Uzmanı (Sağ.Bak.) - Hatalı veya kaldırılmasını istediğiniz sayfaları diyot.net@gmail.com bildirin

BU YAZIYI DA İNCELEDİNİZ Mİ ?

L293d Motor Sürücü Entegresi

L293D ve L293B motor sürücü entegreleri içlerinde iki adet H köprüsü barındıran 16 bacaklı motor …

Bir cevap yazın