REGÜLATÖR DEVRELERİ

Merhaba arkadaşlar bu yazımızda kademe kademe ilerleyerek gerek paylaşıma sunduğumuz teorik bilgiler gerekse temel elektronik devreler ile verilen örnek devreler ile bilgilerimizi güçlendirdikten sonra  regülatör devrelerini inceleyeceğiz.

Aşağıda verilen  örnek elektronik devrelerin incelenmesine geçilmeden önce  güç kaynağının bölümlerine ait dökümanımızın incelenmesi önerilir.

< REGÜLE DEVRELERİ >

Zener Diyodlu Regültör

   Zener diyotlu regülatörde, zener diyodun belirli bir ters gerilimden sonra iletime geçme özelliğinden yararlanılmaktadır. Zener diyot, yük direncine ters yönde paralel olarak bağlanmakta ve yüke gelen gerilim belirli bir değeri geçince zener diyot iletime geçerek devreden geçen akımı arttırmaktadır. Bu akım, devreye bağlanan seri dirençteki gerilim düşümünü arttırdığından yüke gelen gerilim sabit kalmaktadır.

    Zener diyot yapısı gereği, uçlarına uygulanan gerilim zener geriliminden fazla bile olsa zener uçlarında sabit bir gerilim meydana gelir. Yalnız zener diyodun regülasyon yapabilmesi için uçlarına zener geriliminden daha fazla gerilim uygulanması gerekir.

Zener diyodlu regüle devresi için gerekli malzemeler ise şunlardır;

  •  1 X 220V/12V 4W transformatör
  •  4 X 1N4001 Diyot
  •  1 X 1000 μF Kondansatör
  •  1 X R1 100Ω Direnç
  •  1 X R2 1 KΩ  Direnç
  •  1 X Z 9.1V Zener diyot

Malzemelerimizi yazdıktan sonra yazdığımız devre elemanları ile zener diyodlu regüle devresi ve analizi ;

zener diyod devre
Şekil 1: Zener diyodlu regüle devresi
zener diyod osiloskop
Şekil 2: Zener diyodlu regüle devresinin çıkışına ait veriler

Sonuç olarak Şekil 1’e bakıldığında AC voltmerede okunan değerler sırasıyla Va=14.0 V, Vb=18,6 V ve Vc=8,64 V’dur.  PDF dokümanımızda verilen teorik tanımları bu devremizle pekiştirecek olursak;

Teorik Sonuçlar                                                                          Deneysel Sonuçlar

Vb=√2*Va-2Vd(1n4001 ileri besleme gerilimi)                   Va= 14.0 V

Vb= √2*14.0 V -2*0.7 => Vb=18.2 V                                          Vb= 18.6 V

Vc= Vzener =9.1 V                                                                       Vc= 8.67 V

Vb gerilimlerinin farklı değerlerde olmasının nedeni proteus ortamında 1n4007 diyodun’un ileri besleme gerilimi 0.5 V olarak ayarlanmış olmasıdır.

Seri  Regüleli Devresi

  Zener diyotun tek başına kullanıldığı regüle devresinden çekilen akım sınırlıdır. Bu sebeple daha fazla akım ihtiyacı olduğunda zener diyotun bir transistorün beyzine bağlanmasıyla çalışan seri regüle devreleri kullanılır. Bu devrelerde zener diyot, transistorün beyz gerilimini sabit tutarak regülasyon yapılmasını sağlar. Seri regülatör, yük akımını sabit tutmak için kullanılır. Bu tür bir uygulama bir veya iki transistörle gerçekleştirilebilmektedir

Seri Regüle devresi için gerekli malzemeler ise şunlardır;

  •  1 X 220V/15V 4W transformatör
  •  4 X 1N4001 Diyot
  •  1 X 1000 μF Kondansatör
  •  1 X R1 330 Ω Direnç
  •  1 X R2 1 KΩ  Direnç
  •  1 X Z 9.1V Zener diyot
  •  1 X 1000 μF Kondansatör
  •  1 X BD 135 Transistör

Malzemelerimizi yazdıktan sonra yazdığımız devre elemanları ile seri regüle devresi ve analizi ;

seri regüle devresi
Şekil 3: Seri Regüleli DC güç kaynağı devresi

Sonuç olarak Şekil 3’e bakıldığında voltmetreler de okunan değerler sırasıyla A noktasında 13.3 volt,B noktasında 9.17 volt ve son olarak E noktasında okunan değer ise 8.45 Volt’tur.  Bunlara ek olarak devremizin besleme gerilimi ise 30 Vac (peak to peak ).Ayrıca transistörün emitör bacağı iletimde iken sahip olduğu gerilim 0.7 V .Bu veriler ışığında

Teorik Sonuçlar                                                                          Deneysel Sonuçlar

Va=Va-2Vd(1n4001 ileri besleme gerilimi)

Va= 15.0 V -2*0.7 => Vb=13.6 V                                                 Va= 13.3 V

Vb= Vzener =9.1 V                                                                       Vb= 9.1  V

Ve= Vb-Viletim(Transistör iletimde)

Ve= 9.1 V- 0.7 V =8.4 V                                                                  Ve= 8.45 V

Elektronik devre  analiz edilecek olursa teorik olarak hesaplanan değerler ile deneysel olarak ölçülen değerlerin aynısı olduğu ve zener diyodlu regüle devresine göre çıkış gerilimimizin değişken değil sabit olduğu anlaşılmıştır.

Pozitif Gerilim Regületör

     Şekil 4’de 7805 entegresi ile yapılan +5 Voltluk regülatör görülmektedir. Bu entegrenin girişine regülesiz 9 Volt pozitif gerilim uygulandığında, çıkışında regüleli +5 Voltluk bir gerilim elde edilecektir. Aynı anda bu entegrenin çıkış akımı 1 Amper olduğuna göre, ıkıştan en fazla 1 Amper akım çekilebilecektir. Şekil 4’de 7805 entegre gerilim regülatör resimleri görülmektedir.

Pozitif regüle devresi için gerekli malzemeler ise şunlardır;

  •  1 X 220V/9V 4W transformatör
  •  2X 1N4007 Diyot
  •  1 X 1000 μF Kondansatör
  •  1 X 1 KΩ Direnç
  •  1 X 7805 regüle entegresi

Malzemelerimizi yazdıktan sonra yazdığımız devre elemanları ile pozitif gerilim  regüle devresi ve analizi ;

78XX regüle devresi
Şekil 4 : Pozitif  gerilim regülatör devresi

Sonuç olarak Şekil 4’e bakıldığında tam dalga doğrultmaç devresi kurulmuş ve transformatörün çıkışından devreye  9 Vrms gerilimi verilmiş ve çıkışından sabit +5 Vdc elde edilmiştir. Devrede C1 kondansatörü ile transformatör üzerindeki gürültü toprağa aktarımıştır.Ayrıca C2 kondansatörü ile ise 7805 entegresinin çıkışından eldeedilen gerilim üzerindeki gürültü toprağa aktarılmıştır.

Negatif Gerilim Regülatör

  Şekil 5’de 7905 entegresi ile yapılan -5 Voltluk Negatif Gerilim Regülatör devresi görülmektedir. Bu entegrenin girişine regülesiz 9 Volt pozitif gerilim uygulandığında, çıkışında regüleli -5 Voltluk bir gerilim elde edilecektir. Aynı anda bu entegrenin çıkış akımı 1 Amper olduğuna göre, çıkıştan en fazla 1 Amper akım çekilebilecektir.

Negatif Regüle devresi için gerekli malzemeler ise şunlardır;

  •  1 X 220V/9V 4W transformatör
  •  2X 1N4007 Diyot
  •  1 X 1000 μF Kondansatör
  •  1 X 1 KΩ Direnç
  •  1 X 7905 regüle entegresi

Malzemelerimizi yazdıktan sonra yazdığımız devre elemanları ile negatif gerilim regüle devresi ve analizi ;

79XX regüle devresi
Şekil 5 : Negatif gerilim regülatör devresi

Sonuç olarak şekil 5’e bakıldığında tam dalga doğrultmaç devresi kurulmuş ve transformatörün çıkışından devreye  9 Vrms gerilimi verilmiş ve çıkışından sabit -5 Vdc elde edilmiştir. Devrede C1 kondansatörü ile transformatör üzerindeki gürültü toprağa aktarılmıştır.Ayrıca C2 kondansatörü ile ise 7905 entegresinin çıkışından elde edilen gerilim üzerindeki gürültü toprağa aktarılmıştır.

Ayarlanabilir Gerilim Regülatörü

    LM 317 entegresi kullanımı son derece kolay bir ayarlı gerilim regülatörüdür. Şekil 6’da LM317 entegresi kullanılarak gerçekleştirilen devre, kısa devre korumalı olup çıkış akımı  1,5 Amper değerinde otomatik olarak sınırlanmaktadır. Çıkış gerilimi  RV1 potansiyometresi ile ayarlanır. C1 kondansatörü ön filtreleme yapar. Devredeki transformatörün gücü ve köprü diyodun akım değeri çıkıştan çekilecek akıma göre seçilir.

Ayarlanabilir gerilim regülatörü devresi için gerekli malzemeler ise şunlardır;

  •  1 X 220V/18V 4W transformatör
  •  2X 1N4007 Diyot
  •  1 X 1000 μF Kondansatör
  •  1 X 240 Ω Direnç
  •  1 X 5K Potansiyometre
  •  1 X LM 317 regüle entegresi

Malzemelerimizi yazdıktan sonra yazdığımız devre elemanları ile ayarlı gerilim  regüle devresi ve analizi ;

LM317 .png
Şekil 6: Ayarlanabilir gerilim regülatör devresi

Devrelerin Proteus ortamında çizilen elektronik devrelerinin simülasyon yapılabilmesi için verilen linkten dosyaları direkt indirebilirsiniz ..

Regüle devrelerin proteus çizimleri