Elektirik - Elektronik Doğrultma ve Regüle Devreleri T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI MEGEP (MESLEKÎ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ PROJESİ) ELEKTRİK-ELEKTRONİK TEKNOLOJİSİ DOĞRULTMAÇLAR VE REGÜLE DEVRELERİ ANKARA 2007 Milli Eğitim Bakanlığı tarafından geliştirilen modüller; • Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığının 02.06.2006 tarih ve 269 sayılı Kararı ile onaylanan, Mesleki ve Teknik Eğ itim Okul ve Kurumlarında kademeli olarak yaygınlaştırılan 42 alan ve 192 dala ait çerçeve öğretim programlarında amaçlanan mesleki yeterlikleri kazandırmaya yönelik geliştirilmiş öğ retim materyalleridir (Ders Notlarıdır). • Modüller, bireylere mesleki yeterlik kazandırmak ve bireysel öğ renmeye rehberlik etmek amacıyla öğ renme materyali olarak hazırlanmış, denenmek ve geliştirilmek üzere Mesleki ve Teknik Eğ itim Okul ve Kurumlarında uygulanmaya başlanmıştır. • Modüller teknolojik gelişmelere paralel olarak, amaçlanan yeterliği kazandırmak koşulu ile eğ itim öğ retim sı rasında geliştirilebilir ve yapılması önerilen değişiklikler Bakanlıkta ilgili birime bildirilir. • Örgün ve yaygın eğ itim kurumları, iş letmeler ve kendi kendine mesleki yeterlik kazanmak isteyen bireyler modüllere internet üzerinden ulaşılabilirler. • Basılmış modüller, eğitim kurumlarında öğrencilere ücretsiz olarak dağıtılır. • Modüller hiçbir şekilde ticari amaçla kullanılamaz ve ücret karşılığında satılamaz. i AÇIKLAMALAR...............................................................................................................ii GİRİŞ ..................................................................................................................................1 ÖĞRENME FAALİYETİ-1.................................................................................................3 1. DOĞRULTMA VE FİLTRE DEVRELERİ......................................................................3 1.1. Doğrultma ve Filtre Devreleri....................................................................................3 1.1.1. AC Gerilimin Düşürülmesi veya Yükseltilmesi..................................................4 1.1.2. AC Gerilimin DC Gerilime Çevrilmesi (Doğrultma)...........................................5 1.2. Filtre Devreleri........................................................................................................17 1.2.1. Kondansatörlü Filtre Devresi............................................................................18 1.2.2. Bobinli Filtre Devresi.......................................................................................19 1.2.3. Pi (p) Tipi Filtre Devresi..................................................................................19 UYGULAMA FAALİYETİ...........................................................................................20 PERFORMANS DEĞERLENDİRME...........................................................................23 ÖĞRENME FAALİYETİ–2...............................................................................................24 2. REGÜLE DEVRELERİ .................................................................................................24 2.1. Zener Diyotun Regülatör Olarak Kullanılması.........................................................24 2.2. Seri Regüle Devresi.................................................................................................27 2.3. Entegre (IC) Gerilim Regülatörleri..........................................................................30 2.3.1. Pozitif Gerilim Regülatörü...............................................................................31 2.3.2. Negatif Gerilim Regülatörleri...........................................................................34 2.3.3. Ayarlanabilir Gerilim Regülatörleri..................................................................37 UYGULAMA FAALİYETİ...........................................................................................38 PERFORMANS DEĞERLENDİRME...........................................................................41 ÖĞRENME FAALİYETİ–3...............................................................................................42 3. GERİLİM ÇOKLAYICILAR.........................................................................................42 3.1. Gerilim İkileyiciler..................................................................................................42 3.2. Gerilim Üçleyiciler..................................................................................................43 3.3. Gerilim Dörtleyiciler...............................................................................................43 UYGULAMA FAALİYETİ...........................................................................................45 PERFORMANS DEĞERLENDİRME..........................................................................48 MODÜL DEĞERLENDİRME...........................................................................................49 KAYNAKLAR..................................................................................................................51 İÇİNDEKİLER ii AÇIKLAMALAR KOD 522EE0021 ALAN Elektrik Elektronik Teknolojisi DAL / MESLEK Alan Ortak MODÜLÜN ADI Doğrultmaçlar ve Regüle Devreleri MODÜLÜN TANIMI Doğrultmaç ve regüle devrelerinin tasarımını yapma bilgi ve becerisini kazandıran öğrenim materyalidir. SÜRE 40 / 32 saat ÖN KOŞUL Baskı devre ve Lehimleme modülünü başarı ile bitirmiş olmak. YETERLİK Doğrultma,filtre ve regüle devrelerini kurmak. MODÜLÜN AMACI Genel Amaç Bu modül ile, gerilim çoklayıcıların bağlantısını yaparak, doğrultma, filtre ve regüle devrelerini kurabileceksiniz. Amaçlar 1. Doğrultma ve filtre devrelerinin montajını yapabileceksiniz. 2. Regüle devrelerinin montajını yapabileceksiniz. 3. Gerilim çoklayıcıların montajını yapabileceksiniz. EĞİTİM ÖĞRETİM ORTAMLARI VE DONANIMLARI Ortam: Atelye, Laboratuar, her türlü elektrik ve elektronik cihazların bakım ve onarımını yapan işyerleri. Donanım: Transformatör, diyotlar, kondansatörler, transistörler, Regüle entegreleri, delikli plaket, bakırlı paket, lehim, havya, yan keski, kargaburnu, bobin, Avometre, osiloskop, direnç, baskı devre çıkarmada kullanılan diğer malzemeler. ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Her ö ğ renme faaliyeti sonunda, kendi kendinizi değerlendirebileceğiniz uygulama faaliyetleri verilmiştir. Modülün sonunda ise doğrultma ve regüle devrelerine yönelik bir uygulama faaliyeti verilmiştir. AÇIKLAMALAR 1 GİRİŞ Sevgili Öğrenci, Elektrik ve elektronik cihazlar çoğunlukla doğru akımla (DC) çalışmaktadır. Halbuki evlerimizdeki prizlerde alternatif akım (AC) vardır. Elektronik cihazların besleme katları; prizlerden gelen 220 Voltluk AC gerilimi, daha düşük gerilim seviyelerinde DC gerilime çevirme i ş levini yerine getirirler. Besleme katlarında, şebeke dalgalanmalarından kaynaklanan değişimler sonucu arıza oluşabilir. Doğrultma ve Regüle Devreleri modülü ile elektronik cihazların besleme katının çalışma prensiplerini ö ğ reneceksiniz. Modülümüzün içeriğinde, doğrultma ve regüle devrelerini bread board, üniversal delikli plaket, bakırlı delikli plaket ve baskı devre çıkarma yöntemini kullanarak bakırlı pertinaksa uygulayarak ö ğ reneceksiniz. Modül içindeki devrelerin uygulama faaliyetlerini yaptıkça modülümüzü daha çok seveceksiniz. Doğrultma ve regüle devreleri, elektrik-elektronik cihazlarda bulunan besleme katının temel elemanıdır. Bu cihazlarda meydana gelen arızaların büyük bir kı smı da besleme katından kaynaklanmaktadır. Dolayısıyla bu modülü tamamladıktan sonra besleme katının yapısını tanımış olacak, bu kattan kaynaklanan arızaları onarabileceksiniz. GİRİŞ 2 3 ÖĞRENME FAALİYETİ-1 Bu modül ile doğrultma ve filtre devrelerini hatasız kurabileceksiniz. 12V çıkışlı bir telsiz telefon adaptörünün iç yapısını araştırınız. Elde ettiğin sonuçları bir rapor haline getir ve sonuçlarını arkadaşlarınıza sununuz. 1. DOĞRULTMA VE FİLTRE DEVRELERİ 1.1. Doğrultma ve Filtre Devreleri Elektrik enerjisi şehir şebekesinden evlerimize ve işyerlerimize 220 Volt AC gerilim olarak dağıtılmaktır. Elektronik cihazlar ise daha düşük ve DC gerilimle çalışmaktadır. Bunun için 220 Voltluk AC gerilimin daha düşük (bazen de daha yüksek) DC gerilimlere çevrilmesi gereği ortaya çı kar. AC gerilimleri uygun seviyeye getiren ve DC gerilime çeviren devrelere adaptör, redresör veya doğrultucu devre adı verilir. Şekil 1.1’de doğrultma devrelerinin blok yapısı verilmiştir. Bu konuyu modülümüzde işleyeceğiz. Şekil 1.1: Güç kaynağı devrelerinin blok yapısı Güç kaynaklarının yapısında dört aşama vardır. Bunlar sırasıyla; AC gerilimin düşürülmesi veya yükseltilmesi AC gerilimin DC gerilime çevrilmesi (doğrultulması) Doğrultulan DC gerilimdeki dalgalanmaların önlenmesi (filtrelenmesi) DC gerilimin sabit tutulması yani regüle edilmesi Yukarıda birinci ve ikinci basamaklarda yazılı olan iş lemler tüm güç kaynaklarında yapılması zorunlu olan hususlardır. Üçüncü ve dördüncü basamaklarda belirtilen işler ise güç kaynağının kalitesini arttıran ve üretilen gerilimi mükemmel hale getiren iş lerdir. Şimdi sırasıyla bu sayılan noktaların nasıl gerçekleştirildiğini görelim. DC gerilimin sabit tutulması konusunu bir sonraki öğrenme faaliyetinde göreceksiniz. ÖĞRENME FAALİYETİ-1 AMAÇ ARAŞTIRMA 4 1.1.1. AC Gerilimin Düşürülmesi veya Yükseltilmesi A.C gerilimin yükseltilmesi ve düşürülmesinde transformatörler kullanılır. AC gerilimi yükselten transformatörlere (Ş ekil 1.2), gerilim yükselten transformatörler; gerilim düşüren transformatörlere de gerilim düşüren transformatörler denir. Şekil 1.2: Transformatörler (a) 4W Transformatör (b) 6W Transformatör Transformatörler sac nüveli (Ş ekil 1.3) bir karkas üzerine sarılmış iletkenlerden oluşur. Bu sarılmış iletkenler bobin olarak adlandırılır. İletkenin karkas üzerindeki bir turuna da spir denir. Transformatöre gerilimin uygulandığı bobin primer sargısı, gerilimin alındığı bobin ise sekonder sargısı olarak adlandırılır. Primer ve sekonder sargıları birbirinden bağımsızdır. Sekonder birden fazla sargıdan oluşabilir. Şekil 1.3: Transformatör sacları Transformatörlerin primerlerine uygulanan gerilimleri yükseltip düşürmeleri tamamen primer ve sekonder sargılarındaki spir sayılarıyla orantılıdır. Bir transformatörün primerindeki spir sayısı sekonderindeki spir sayısından fazlaysa bu transformatör gerilim düşüren bir transformatördür. Buna karşılık transformatörün sekonder spir sayısı primer spir sayısından fazlaysa bu transformatör gerilim yükselten bir transformatördür. Güç kaynağı uygulamalarında genellikle gerilim düşüren transformatörler kullanılır. Gerilim düşüren transformatörlerde primer sargısı ince sekonder sargısı ise kalın iletkenlerden yapılmıştır. Bu suretle transformatörün terminallerine bağlanmış olan iletkenlerin kalınlıklarından hangi uçların primer sargısına hangi uçların sekonder sargısına ait olduğunu anlamak mümkündür. 5 Şekil 1.4: Transformatörün avometre ile ölçümü Transformatörlerin sağlamlık kontrolü Avometre kullanılarak yapılabilir (Şekil 1.4). Bunun için önce Avometre direnç ölçme bölümünde en düşük kademeye (X1 veya R1 konumuna) alınır ve sıfır ayarı yapılır. Sağlam bir transformatörde primer tarafı ile sekonder tarafı arasındaki ölçmede Avometre hiç sapmamalıdır. Primerin iki ucu ve sekonderin iki ucu ölçülürken ise Avometre sapmalıdır. NOT: Gerilim düşüren transformatörlerde 220 Voltluk şebeke gerilimi yanlışlıkla sekonder sargısına uygulanırsa transformatör a şırı akımdan dolayı yanabilir. Çünkü bu transformatörlerde sekonder sargısı az sayıda spirden oluşmuştur ve çok düşük bir direnci vardır. Geçen aşırı akıma dayanamaz. 1.1.2. AC Gerilimin DC Gerilime Çevrilmesi (Doğrultma) Güç kaynaklarında doğrultucu eleman olarak doğrultma diyodu kullanılır. Diyot, akımı tek yönlü olarak geçiren elektronik devre elemanıdır. Diyotlar değişik biçimlerde bağlanarak farklı tipte güç kaynakları oluşturur. Güç kaynaklarında 1N4OOX serisinden diyotlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu serideki diyotlar ileri yönde 1 Amper akım geçirir. Piyasada hazır köprü adı verilen 4 uçlu doğrultma elemanları da bulunmaktadır (Şekil 1.5). 6 Şekil 1.5: Muhtelif diyot ve köprü diyotlar 1.1.2.1. Yarım Dalga Doğrultma Devresi Yarım dalga doğrultma devresinde tek doğrultma diyodu kullanılmıştır. Bir diyotlu yarım dalga doğrultma devresi, AC’ yi DC’ ye çeviren tek diyotlu devredir. Yarım dalga doğrultma devresinde çıkış sinyali tam düzgün olmaz. Bir diyotlu yarım dalga doğrultma devresinin çalışmasını anlayabilmek için bazı hatırlatmalar yapmamız gerekir. Bilindiği üzere transformatörlerin çıkışında zamana göre yönü ve şiddeti sürekli olarak değişen dalgalı bir akım vardır. Türkiye’de kullanılan AC sinyalin akış yönü, saniyede 100 kez değişmektedir. Transformatörün çıkışındaki değişken akım, pozitif ve negatif olmak üzere iki alternanstan meydana gelmiştir. Diyotlar tek yönlü olarak akım geçirdiğinden transformatörün ç ı k ışındaki sinyalin yalnızca bir yöndeki alternansları alıcıya ulaşabilmektedir. Bu temel bilgilerden hareket ederek yarım dalga doğrultma devresinin çalışmasını şu şekilde ifade edebiliriz: Şekil 1.6'da verilen devrede görüldüğü gibi transformatörün üst ucundaki (A noktası) sinyalin polaritesi pozitif olduğunda diyottan ve alıcı üzerinden akım geçer. Transformatörün üst ucundaki sinyalin polaritesi negatif olduğunda ise diyot akım geçirmez (kesimde kalır). Sonuçta alıcıdan tek yönlü akım geçişi olur (Şekil1.7). Yarım dalga doğrultma devrelerinde çıkıştan, transformatörün verebileceği gerilimin yaklaşık yarısı kadar (Vçıkış = 0,45*Vgiriş) bir doğru gerilim alınır. Bu nedenle bir diyotlu yarım dalga doğrultma devreleri küçük akımlı (50-250 mA) ve fazla hassas olmayan alıcıların (oyuncak, mini radyo, zil vb.) beslenmesinde kullanılır. Yarım dalga doğrultma devrelerinde çıkıştan alınabilecek doğru akımın değeri ise, I çıkış = 0,45*I giriş olmaktadır. 7 (I giriş : Transformatörün sekonder akımının etkin değeridir.) Şekil 1.6: Yarım dalga doğrultma devresi Şekil 1.7: Yarım dalga doğrultma devresinin dalga şekilleri Şimdi, yukarıda anlatılan yarım dalga doğrultma devresinin bir uygulamasını bread board (Şekil 1.8) üzerinde yapacaksınız. 8 Malzeme Listesi: 1 adet 220V/2X6V 4W transformatör 1 adet 1N4001 diyot 1 adet 1KW direnç İşlem Basamakları Öneriler Şekil 1.6’daki devrenin malzemelerini temin ediniz. Malzemeleri öğretmeninizin yönlendirmesine göre temin ediniz. Devreyi bread board üzerine kurunuz. Elemanların bread board içerisine tam olarak yerleştiğinden emin olunuz Devreyi çalıştırınız. Transformatörün primer ve sekonder uçlarının doğru bağlandığını kontrol ediniz Avometre ile gerilim ölçümlerini yapınız. Ölçü aletinin uçlarına dikkat ediniz. RY direnci bağlı değil iken ölçüm yapınız RY direnci bağlı iken ölçümü tekrarlayınız Osiloskop ile dalga şekillerini gözlemleyerek grafiğini çiziniz. Dalga şekillerini Grafik 1’e çiziniz. (Vgiriş, Vçıkış) Şekil1.8 : Bread board Bread board kullanımı hakkında bilgi edininiz. 9 Avometre ile yapılan ölçüm sonuçları: VAB VC VRY Osiloskopta gözlemlenen dalga şekilleri: Şekil 1.9: Grafik 1 Yarım dalga doğrultma devre uygulaması sonucunu arkadaşlarınızla tartışınız. 10 1.1.2.2. Tam Dalga Doğrultma Devreleri İki Diyotlu Tam Dalga Doğrultma Tam dalga doğrultma devresinde, sekonderi orta uçlu bir transformatör ve iki adet doğrultma diyodu kullanılır. Tam dalga doğrultucuda, AC gerilimin pozitif alternanslarında diyotlardan biri, negatif alternanslarda ise diğer diyot iletken olur. Şekil 1.10'da verilen devrede görüldüğü gibi transformatörün üst ucunda (A noktası) pozitif polariteli sinyal oluştuğunda D1 diyodu ve alıcı (RY) üzerinden akım geçişi olur. Transformatörün alt ucunda (B noktası) pozitif polariteli sinyal oluştuğunda ise D2 diyodu ve alıcı (RY) üzerinden akım geçişi olur. Görüldüğü üzere diyotlar sayesinde alıcı üzerinden hep aynı yönlü akım geçmektedir. Bu dalgalı DC gerilim Şekil 1.11’de gösterilmiştir. İki diyotlu doğrultma devresinin çı k ışından alınan DC gerilim, uygulanan AC gerilimin etkin değerinin 0,9’u kadardır. Bunu denklem şeklinde yazacak olursak: V çıkış = 0,9*V giriş olur. Çıkış akımının DC değeri ise, I çıkış = 0,9*I giriş 'tir. Burada I giriş transformatör sekonder akımının etkin değeridir. Şekil 1.10: İki diyotla yapılan tam dalga doğrultma devre şeması Orta uçlu transformatörlü tam dalga doğrultma devresinde D1 ve D2 diyotlarından geçen akımlar transformatörün orta ucundan devresini tamamlar. Devrenin yapımında kullanılan transformatörün sekonder sarımı üç uçludur. Bu sayede transformatörün çıkışında iki adet gerilim oluşmaktadır. Şekil 1.10'da transformatörün sekonder sarımının iki eş it sargıdan oluştuğu görülmektedir. Bu iki sarımda birbirinin tersi polaritede iki gerilim doğar. Yani transformatörün A noktasında oluşan sinyalin polaritesi pozitif iken, B noktasında 11 oluşan sinyalin polaritesi negatif olmaktadır. Transformatörde oluşan akımların devresini tamamladığı uç ise orta uç olmaktadır. Şekil 1.11: İki diyotla yapılan tam dalga doğrultma devresinin dalga şekilleri Şimdi, yukarıda anlatılan 2 diyotlu tam dalga doğrultma devresinin bir uygulamasını bread board üzerinde yapacaksınız. Malzeme Listesi 1 adet 220V/2X6V 4W transformatör 2 adet 1N4001 diyot 1 adet 1KW direnç 12 İşlem Basamakları Öneriler Şekil 1.10’daki devrenin malzemelerini temin ediniz. Malzemeleri öğretmeninizin yönlendirmesine göre temin ediniz. Devreyi bread board üzerine kurunuz. Elemanların bread board içerisine tam olarak yerleştiğinden emin olunuz. Devreyi çalıştırınız. Transformatörün primer ve sekonder uçlarının doğru bağlandığını kontrol ediniz. Avometre ile gerilim ölçümlerini yapınız. Ölçü aletinin uçlarına dikkat ediniz. RY direnci bağlı değil iken ölçüm yapınız. RY direnci bağlı iken ölçümü tekrarlayınız. Osiloskop ile dalga şekillerini gözlemleyerek grafiğini çiziniz. Dalga şekillerini Grafik 2’ye çiziniz. (Vgiriş, Vçıkış) Avometre ile yapılan ölçüm sonuçları : VAB VC VRY 13 Osiloskopta gözlemlenen dalga şekilleri: Şekil 1.12: Grafik 2 Tam dalga doğrultma devresinin uygulamasında elde ettiğiniz sonuçları arkadaşlarınızla tartışınız. 14 Köprü Tipi Tam Dalga Doğrultma Köprü tipi doğrultma devresinde 4 adet doğrultma diyodu kullanılmıştır. AC'yi en iyi şekilde DC'ye dönüştüren devredir. Her türlü elektronik aygıtın besleme katında karşımıza çıkar. Şekil 1.13'te verilen devrede görüldüğü gibi transformatörün sekonder sarımının üst ucunun (A noktası) polaritesi pozitif olduğunda D1 ve D3 diyotları iletime geçer. Akım, RY üzerinden dolaşır. Şekil 1.13: Köprü tipi tam dalga doğrultma devre şeması Transformatörün sekonder sarımının alt ucunun (B noktası) polaritesi pozitif olduğunda ise D2 ve D4 diyotları iletime geçerek RY üzerinden akım dolaşır. Çıkıştan alınan DC gerilim, girişe uygulanan AC gerilimin 0,9’u kadardır. Köprü tipi tam dalga doğrultma devresinin çıkış dalga şekli Şekil 1.14’te gösterilmiştir. Vçıkış = 0,9*Vgiriş olur. Devrenin çıkış akımı ise; Içıkış = 0,9*Igiriş kadardır. 15 Şekil 1.14: Köprü tipi tam dalga doğrultma devresinin dalga şekilleri Şimdi, yukarıda anlatılan köprü tipi tam dalga doğrultma devresinin bir uygulamasını bread board üzerinde yapacaksınız. Malzeme Listesi: 1 adet 220V/2X6V 4W transformatör 4 adet 1N4001 diyot 1 adet 1KW direnç 16 İşlem Basamakları Öneriler Şekil 1.13’teki devrenin malzemelerini temin ediniz. Malzemeleri öğretmeninizin yönlendirmesine göre temin ediniz. Devreyi breadboard üzerine kurunuz. Malzemelerin breadboard üzerine tam olarak yerleştiğinden emin olunuz Devreyi çalıştırınız. Transformatörün primer ve sekonder uçlarının doğru bağlandığını kontrol ediniz. Avometre ile gerilim ölçümlerini yapınız. Ölçü aletinin uçlarına dikkat ediniz. Ry direnci bağlı değil iken ölçüm yapınız Ry direnci bağlı iken ölçümü tekrarlayınız Osiloskop ile dalga şekillerini gözlemleyerek grafiğini çiziniz. Dalga şekillerini Grafik 3’e çiziniz. (Vgiriş, Vçıkış) Avometre ile yapılan ölçüm sonuçları : VAB VC VRY 17 Osiloskopta gözlemlenen dalga şekilleri: Şekil 1.15: Grafik 3 1.2. Filtre Devreleri Doğrultma devrelerinde transformatörün çıkışına bağlanan diyotlarla iki yönlü olarak dolaşan akım tek yönlü hâle getirilir. Ancak, diyotlar akımı tam olarak doğrultamazlar. Yani elde edilen DC gerilim dalgalı (nabazanlı, salınımlı) değişken doğru akımdır (salınım değeri yüksektir). Bu da alıcıların düzgün çalışmasını engeller. Çı k ışı tam doğru akım hâline getirebilmek için kondansatör ya da bobinler kullanılarak filtre (süzgeç) devreleri yapılmıştır. Zamana göre yönü değişmeyen, ancak değeri değişen akıma değişken doğru akım denir. Yarım ve tam dalga doğrultmaçların filtresiz çı k ış sinyallerine nabazanlı DC, ondülasyonlu DC gibi adlar da verilir. Şekil 1.16'da değişken doğru akıma ilişkin örneklere yer verilmiştir. 18 Şekil 1.16: Değişken doğru akım örnekleri 1.2.1. Kondansatörlü Filtre Devresi Doğrultma devresinin çı k ışına paralel bağlı olan kondansatör, çık ış sinyalini filtre ederek düzgünleştirir. Şekil 1.17'de görüldüğü gibi diyottan geçen pozitif alternans maksimum değere doğru yükselirken kondansatör şarj olur. Alternans sı fı r (0) değerine doğru inerken ise, C, üzerindeki yükü (akımı) alıcıya (RY) verir. Dolayısıyla alıcıdan geçen doğru akımın biçimi daha düzgün olur. Osiloskopla yapılacak gözlemde bu durum görülebilir. Filtre olarak kullanılan kondansatörün kapasite değeri büyük olursa çı k ıştan alınan DC daha düzgün olur. Doğrultma devrelerinde alıcının çektiği akım göz önüne alınarak 470-38.000 µF arası kapasiteye sahip kondansatörler kullanılır. Şekil 1.17: Kondansatörlü filtre devresi Pratikte, 1 Amper çıkış verebilen bir doğrultma devresinin çıkışına 100-2200 µF’lık kondansatör bağlanmaktadır. Yani kullanılacak kondansatörün kapasite değeri alıcının çektiği akıma bağlıdır. Filtre olarak kullanılan kondansatörün çıkış gerilimini yükseltmesinin nedeni şöyle açıklanabilir: Kondansatörler AC gerilimin maksimum değerine şarj olurlar. AC gerilimin maksimum değeri etkin (efektif) değerinden % 41 fazla olduğundan, doğrultma devresinin çıkışındaki DC, girişteki AC gerilimden yaklaşık % 41 oranında daha yüksek olur. Devrenin çıkışına yük bağlandığında gerilimdeki bu yükselme düşer. Örneğin, 12 volt çıkış verebilen bir transformatör kullanılarak tam dalga doğrultma devresi yapılırsa, devrenin çıkışına alıcı bağlı değilken yapılan ölçümde voltmetre 16-17 voltluk bir değer gösterir; çünkü 12 voltluk AC' nin maksimum değeri Vmaks = Vetkin*1,41 = 16,92 volttur. 19 1.2.2. Bobinli Filtre Devresi Bobinler "L" self endüktansına sahiptir. Bir bobinden akan akım, bir direnç üzerinden akan akıma göre 90° daha gecikmelidir. Bobinlerin bu özellikleri zıt elektro motor kuvvet (E.M.K.) üretmelerindendir. Bobinden akım geçerken bu akımı azaltıcı etki yapar, devrenin kesilmesi anında düşen akıma da büyültücü etki yapar. Şekil 1.18’de bobinli filtre devresi görülmektedir. Şekil 1.18: Bobinli filtre devresi 1.2.3. Pi (p) Tipi Filtre Devresi Yukarıda yapılan açıklamalardan da anlaşılacağı gibi, doğrultucu çıkışına bağlanan paralel kondansatör, yük direnci uçları arasındaki DC gerilimdeki dalgalanmaları (ripple) azalmakta, çı k ışa seri olarak bağlanan şok bobini ise yük direncinden akan akım dalgalanmalarını azaltmaktadır. Bu nedenle, Şekil 1.17 ve Şekil 1.18'e benzer şekilde kondansatör ve şok bobinlerinin sayısının arttırılması oranında, çıkıştan alınan DC gerilim ve akımdaki dalgalanmalar da azalır. Bunun nedeni, paralel bağlı kondansatörlerin kapasiteleri toplamasıdır. Kondansatör kapasitesi büyüdükçe deşarjı yavaş olur. Şekil 1.19: Bobinli filtre devresi Şekil 1.19'daki C1 ve C2 kondansatörleri paralel bağlı konumda olduğundan toplam kapasite artmaktadır. Dolayısıyla da RY üzerinden deşarj yavaş olduğundan ç ı k ış gerilimindeki dalgalanma (ripple) azalmaktadır. Bu nedenle C1 ve C2 paralel bağlıymış gibi etkinlik göstermektedir. DC akımda L bobininin direnci ihmal edilebilecek kadar küçük olduğundan C1 ve C2 uçları kı sa devre gibi düşünülebilir. Ancak akım değişiminde bobin daha önce açıklandığı gibi görevini yapmaktadır. Şekilde görüldüğü gibi bağlantı şekli pi (?) harfine benzediği için bu tip filtrelere Pi tipi filtre denmiştir. Pi tipi filtrenin şu dezavantajları vardır: C1 kondansatörünün şarjı sı rasında diyotlardan darbeli bir akım geçmesine neden olur. 20 UYGULAMA FAALİYETİ Şekil 1.20’de verilen köprü tipi doğrultma ve filtre devresini işlem basamaklarını takip ederek uygulayınız. Şekil 1.20: Köprü tipi doğrultma ve filtre devresi uygulaması Malzeme Listesi: 1 X 220V/6V 4W transformatör 4 X 1N4001 Diyot 1 X 1000 µF Kondansatör 1 X 1 KW Direnç İşlem Basamakları Öneriler Şekil 1.20’deki devrenin malzemelerini temin ediniz. Malzemeleri öğretmeninizin yönlendirmesine göre temin ediniz. Devrenin baskı devresini çıkartınız. Baskı devre çıkarma işlemi için gerekli olan malzemeleri temin ediniz Baskı devrenin üstten görünüşünü ve devre elemanlarının yerleşimini çıkarınız Baskı devrenin alttan görünüşünü çıkarınız Devreyi plaket üzerine kurunuz. Transformatörünü primer ve sekonder uçlarının doğru bağlandığına emin olunuz. Diyotların (veya köprü diyotun) yönüne dikkat ediniz. Kondansatörün kutuplarına dikkat ediniz UYGULAMA FAALİYETİ 21 İşlem Basamakları Öneriler Devreyi çalıştırınız. Devreyi çalıştırmadan önce bir kez daha kontrol ediniz. Avometre ile gerilim ölçümlerini yapınız. Ölçü aletinin uçlarını kontrol ediniz. Osiloskopla dalga şekillerini gözlemleyerek grafiğini çiziniz. Osiloskop’un kalibrasyonunu yapınız. VC ile VD noktalarındaki dalga şekillerini görmek için C ile D noktalarını ayırınız. Şekil 1.21: Baskı devrenin üstten görünüşü ve devre elemanlarının yerleşimi Şekil 1.22: Baskı devrenin alttan görünüşünü Avometre ile yapılan ölçüm sonuçları : VAB VC VD 22 Osiloskopta gözlemlenen dalga şekilleri: Şekil 1.23: Grafik 4 23 PERFORMANS DEĞERLENDİRME Uygulama faaliyeti sonunda, a ş a ğıdaki tabloda verilen i ş lemlerin karşılarına değerlendirme yapınız. Değerlendirme sonunda başarısız olduğunuz i ş lemleri tekrar uygulayınız. DĞERLENDİRME ÖLÇÜTLERİ Evet Hayır 1. Doğru malzeme seçimi yaptınız mı? 2. Malzemelerin sağlamlık kontrolünü yaptınız mı? 3. Baskı devrenin üstten görünüşünü çizebildiniz mi? 4. Baskı devrenin malzeme görünüşünü çizebildiniz mi? 5. Baskı devrenin alttan görünüşünü çizebildiniz mi? 6. Elemanların baskı devreye lehimlediniz mi? 7. Devreyi doğru bir şekilde çalıştırabildiniz mi? 8. Avometre ile devredeki gerilimi ölçtünüz mü? 9.Osiloskop ile dalga şekillerinin grafiğine baktınız mı? 10.İşi düzgün bir şekilde tamamladınız mı? PERFORMANS DEĞERLENDİRME 24 ÖĞRENME FAALİYETİ–2 Bu modül ile regüle devrelerinin montajını hatasız yapabileceksiniz. Regüle devre çeşitleri hakkında bilgi toplayınız. Elde ettiğiniz sonuçları bir rapor haline getiriniz ve sonuçlarını arkadaşlarınla paylaşınız. 2. REGÜLE DEVRELERİ Güç kaynaklarında aranan en önemli özelliklerden birisi de giriş gerilimindeki veya çıkışa bağlı yükte meydana gelen değişimlerin çı k ış gerilimini etkilememesidir. Güç kaynaklarının çı k ış gerilimlerini sabit tutma iş lemine regülasyon, bu iş için kullanılan devrelere de regülatör devreleri denir. Regülatör devrelerinde, zener diyot, transistör veya entegre gerilim regülatörleri kullanılır. Şimdi regüle devrelerini daha ayrıntılı olarak inceleyelim. 2.1. Zener Diyotun Regülatör Olarak Kullanılması 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. Şekil 15. Zener diyodun regülatör olarak kullanılması devresini bread board üzerine kurunuz, sonuçları aşağıdaki tabloya ve Grafik 5’e çiziniz, arkadaşlarınızla tartışınız. ÖĞRENME FAALİYETİ-2 AMAÇ ARAŞTIRMA 25 Şekil 2.1’deki Zener diyodun regülatör olarak kullanılması devresini bread board üzerine kurunuz. İşlem basamaklarını daha önceki uygulamalardan faydalanarak kendiniz oluşturunuz. Şekil 2.1: Zener diyodun regülatör olarak kullanılması. Malzeme Listesi: 1 X 220V/12V 4W transformatör 4 X 1N4001 Diyot 1 X 1000 µF Kondansatör 1 X R1 100W Direnç 1 X R2 1 KW Direnç 1 X Z 9.1V Zener diyot AVO metre ile yapılan ölçüm sonuçları: VAB VC(açık) VC(kapalı) VD(çıkış) 26 Osiloskopla gözlemlenen dalga şekillerini Grafik 5’e çiziniz. Şekil 2.2: Grafik 5 27 2.2. Seri Regüle Devresi Zener diyotun tek başına kullanıldığı regüle devresinden çekilen akım sını rlıdır. 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. Şekil 2.3: Seri regüle devresi. Seri regülatör, yük akımını sabit tutmak için kullanılır. Bu tür bir uygulama bir veya iki transistörle gerçekleştirilebilmektedir. Transistör yük hattına seri bağlandığından, bu tür devreye seri regüle devresi veya seri regülatör adı verilir (Şekil 2.3). Şimdi, yukarıda anlatılan seri regüle devresinin bir uygulamasını “üniversal delikli plaket” (bakırlı veya bakırsız plaket) üzerine yapacaksınız. Şekil 2.4: Üniversal delikli fiber plaket 28 Malzeme Listesi: 1 X 220V/2X6V 4W transformatör 4 X 1N4001 Diyot 1 X 1000 µF Kondansatör 1 X R1 330W Direnç 1 X R2 1 KW Direnç 1 X 9.1 V Zener diyot 1 X BD 135 Transistör İşlem Basamakları Öneriler Şekil 2.3’teki devrenin malzemelerini temin edinzi. Malzemeleri öğretmeninizin yönlendirmesine göre temin ediniz. Devreyi delikli pertinaks üzerine kurunuz. Malzemelerin lehimleme tekniğine uygun olarak lehimleyiniz. Devreyi çalıştırınız. Transformatörün primer ve sekonder uçlarının doğru bağlandığını kontrol ediniz. AVO metre ile gerilim ölçümlerini yapınız. Ölçü aletinin uçlarına dikkat ediniz. VAB gerilimini ölçüp tabloya not ediniz. RC filtre doğrultma devresine bağlı değil iken VC gerilimini ölçünüz. RC filtre doğrultma devresine bağlı iken VC gerilimini ölçünüz. VD(çıkış) gerilimini ölçünüz. Osiloskop ile dalga şekillerini gözlemleyerek grafiğini çiziniz. Dalga şekillerini Grafik 6’ya çiziniz. (VAB, VC, VC(filtreli), VD(çıkış) ) Avometre ile yapılan ölçüm sonuçları: VAB VC( filtresiz) VC(filtreli) VD(çıkış) 29 Şekil 2.5: Grafik 6 30 2.3. Entegre (IC) Gerilim Regülatörleri Regüleli güç kaynaklarında, entegre regülatör elemanları da yaygın olarak kullanılmaktadır. Yaygın olarak kullanılan gerilim regülatör entegreleri ve özellikleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. ENTEGRENİN ADI ÇIKIŞ GERİLİMİ (VOLT) ÇIKIŞ AKIMI (AMPER) BACAK BAĞLANTILARI 7805 +5 1 a 7905 -5 1 b 7809 +9 1 a 7909 -9 1 b 7812 +12 1 a 7912 -12 1 b 7815 +15 1 a 7915 -15 1 b 7824 +24 1 a 7924 -24 1 b Tablo 2.1: 78-79 Serisi gerilim regülatör entegreleri Şekil 2.6 : a) 78 Serisi Entegre Gerilim Regülatörü b) 79 Serisi Entegre Gerilim Regülatörü Bacak Bağlantısı(a) 1: Giriş ucu 2: Ortak uç 3: Çıkış ucu Bacak Bağlantısı(b) 1: Ortak uç 2: Giriş ucu 3: Çıkış ucu 31 2.3.1. Pozitif Gerilim Regülatörü Şekil 2.7’de 7805 entegresi ile yapılan +5 Voltluk regülatör görülmektedir. Bu entegrenin girişine regülesiz 6 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. Şekil 2.8’de 7805 entegre gerilim regülatör resimleri görülmektedir. Şekil 2.7: Pozitif gerilim regülatörü devresi Şekil 2.7’de transformatörün sekonderinde 6 Voltluk AC gerilim olduğu için, köprü devrenin çıkışında 6 Voltluk dalgalı DC gerilim olur. Köprü devre çıkışına paralel bağlı C1 kondansatörü, 6 Voltluk dalgalı gerilimin tepe değerine şarj olacaktır. Bu duruma göre, entegrenin girişindeki DC gerilimin değeri 6 * 1,41 = 8,46 Volt olur. Regülatör entegresi bu 8,46 Voltluk gerilimi sabit 5 Volta düşürür. 7805 entegre girişine gelen dalgalı gerilim, entegre çıkışında sabit, regüleli 5 Volt olarak alınır. Yukarıda anlatılan pozitif gerilim regülatör devresinin uygulamasını “üniversal delikli plaket” (bakırlı veya bakırsız plaket) üzerine yapacaksınız. Malzeme Listesi: 1 X 220V/6V 4W transformatör 4 X 1N4001 Diyot 1 X 1000 µF Kondansatör 1 X 1 KW Direnç 1 X 7805 regüle entegresi 32 Şekil 2.8: Muhtelif 7805 entegre gerilim regülatörleri İşlem Basamakları Öneriler Şekil 18’deki devrenin malzemelerini temin ediniz. Malzemeleri, öğretmeninizin yönlendirmesine göre temin ediniz. Devreyi delikli pertinaks üzerine kurunuz. Malzemelerin ayaklarını teknik kurallara uygun olarak lehimleyiniz. Devreyi çalıştırınız. Transformatörün primer ve sekonder uçlarının doğru bağlandığını kontrol ediniz. AVO metre ile gerilim ölçümlerini yapınız. Ölçü aletinin uçlarına dikkat ediniz. VAB gerilimini ölçüp tabloya not ediniz. Kondansatör devreye bağlı değil iken VC gerilimini ölçünüz. Kondansatör devreye bağlı iken VC gerilimini ölçünüz. VD(çıkış) gerilimini ölçünüz. Osiloskop ile dalga şekillerini gözlemleyerek grafiğini çiziniz. Dalga şekillerini Grafik 7’ye çiziniz. (VAB, VC(açık), VC(kapalı), VD(çıkış) dalga şekilleri). Avometre ile yapılan ölçüm sonuçları: VAB VC( açık) VC(kapalı) VD(çıkış) 33 Şekil 2.9: Grafik 7 34 2.3.2. Negatif Gerilim Regülatörleri Şekil 2.10’da 7909 entegresi ile yapılan -9 Voltluk Negatif Gerilim Regülatör devresi görülmektedir. Bu entegrenin girişine regülesiz 12 Volt pozitif gerilim uygulandığında, çıkışında regüleli -9 Voltluk bir gerilim elde edilecektir. Aynı anda bu entegrenin çıkış akımı 1 Amper olduğuna göre, çıkıştan en fazla 1 Amper akım çekilebilecektir. Şekil 2.10: Negatif gerilim regülatörü Şekil 2.10’da transformatörün sekonderinde 12 Voltluk AC gerilim olduğu için, köprü devrenin çıkışında 12 Voltluk dalgalı DC gerilim olur. Köprü devre çıkışına paralel bağlı C1 kondansatörü 12 Voltluk dalgalı gerilimin tepe değerine şarj olacaktır. Bu duruma göre, entegrenin girişindeki DC gerilimin değeri 12V * 1,41 = 16,92 Volt olur. Regülatör entegresi bu 16,92 Voltluk gerilimi sabit -9 Volta düşürür. 7909 entegre girişine gelen dalgalı gerilim, entegre çıkışında sabit, regüleli -9 Volt olarak alınır. Şimdi, Şekil 2.10’da anlatılan negatif gerilim regülatör devresinin uygulamasını “üniversal delikli plaket” (bakırlı veya bakırsız plaket) üzerine yapacaksınız. Malzeme Listesi: 1 X 220V/2X6V 4W transformatör 4 X 1N4001 Diyot 1 X 1000 µF Kondansatör 1 X 1 KW Direnç 1 X 7909 regüle entegresi 35 İşlem Basamakları Öneriler Şekil 19’daki devrenin malzemelerini temin ediniz. Malzemeleri, öğretmeninizin yönlendirmesine göre temin ediniz. Devreyi delikli pertinaks veya üniversal delikli pertinaks üzerine kurunuz. Malzemelerin ayaklarını teknik kurallara uygun olarak lehimleyiniz. Devreyi çalıştırınız. Transformatörün primer ve sekonder uçlarının doğru bağlandığını kontrol ediniz. AVO metre ile gerilim ölçümlerini yapınız. Ölçü aletinin uçlarına dikkat ediniz. VAB gerilimini ölçüp, tabloya not ediniz. Kondansatör devreye bağlı değil iken VC gerilimini ölçünüz. Kondansatör devreye bağlı iken VC gerilimini ölçünüz. VD(çıkış) gerilimini ölçünüz. Osiloskop ile dalga şekillerini gözlemleyerek grafiğini çiziniz. Dalga şekillerini Grafik 8’e çiziniz. (VAB, VC(açık), VC(kapalı), VD(çıkış) dalga şekilleri). Avometre ile yapılan ölçüm sonuçları: VAB VC( açık) VC(kapalı) VD(çıkış) 36 Şekil 2.11: Grafik 8 37 2.3.3. Ayarlanabilir Gerilim Regülatörleri LM 317 entegresi kullanımı son derece kolay bir ayarlı gerilim regülatörüdür. Şekil 2.12’de LM317 entegresi kullanılarak gerçekleştirilen devre, kısa devre korumalı olup çıkış akımı 1,5 Amper değerinde otomatik olarak s ı n ı rlanmaktadır. Ç ı k ış gerilimi P potansiyometresi ile ayarlanır.C1 kondansatörü ön filtreleme yapar. Devredeki transformatörün gücü ve köprü diyodun akım değeri çıkıştan çekilecek akıma göre seçilir. Şekil 2.12: LM 317’li 3-30 Voltluk ayarlanabilir gerilim regülatörü Güç kaynağının çıkışından çekilebilecek akım değerine göre transformatörün gücü nasıl tespit edilir? Araştırınız. 38 UYGULAMA FAALİYETİ Şekil 2.12’de LM 317’li 3-30 Voltluk Ayarlanabilir Gerilim Regülatörü devresine göre baskı devre tekniğinin uygulamasını yapacaksınız. İşlem Basamakları Öneriler Şekil 2.12’deki devrenin malzemelerini temin ediniz. Malzemeleri, öğretmeninizin yönlendirmesine göre temin ediniz. Devrenin baskı devresini çıkarınız.(Baskı devrenin; üstten, alttan, malzeme görünüşü) Bakırlı pertinaksa baskı devrenin alttan görünüşünü uygulayınız. Plaketi lehimlemeye hazırlayınız. Devreyi çalıştırınız. Transformatörün primer ve sekonder uçlarının doğru bağlandığını kontrol ediniz. AVO metre ile gerilim ölçümlerini yapınız. Ölçü aletinin uçlarına dikkat ediniz. VAB gerilimini ölçüp tabloya not ediniz. Kondansatör devreye bağlı değil iken VC gerilimini ölçünüz. Kondansatör devreye bağlı iken VC gerilimini ölçünüz. VD(çıkış) gerilimini ölçünüz. Osiloskop ile dalga şekillerini gözlemleyerek grafiğini çiziniz. Dalga şekillerini Grafik 9’a çiziniz. (VAB, VC(açık), VC(kapalı), VD(çıkış) dalga şekilleri). UYGULAMA FAALİYETİ 39 Malzeme Listesi: 1 X 220V/30V transformatör (10W) 1 X 50V/4A köprü diyot 1 X LM 317 Entegre 1 X C1 2200µf/50V kondansatör 1 X C2 100nf/63V kondansatör 1 X C3 100nf/63V kondansatör 1 X R1 150W direnç 1 X 5K potansiyometre Avometre ile yapılan ölçüm sonuçları: VAB VC( açık) VC(kapalı) VD(çıkış) 40 Şekil 2.13: Grafik 9 41 PERFORMANS DEĞERLENDİRME Uygulama faaliyeti sonunda, a ş a ğıdaki tabloda verilen i ş lemlerin karşılarına değerlendirme yapınız. Değerlendirme sonunda başarısız olduğunuz i ş lemleri tekrar uygulayınız. DEĞERLENDİRME ÖLÇÜTLERİ Evet Hayır 1. Doğru malzeme seçimi yaptınız mı? 2. Malzemelerin sağlamlık kontrolünü yaptınız mı? 3. Baskı devrenin üstten görünüşünü çizebildiniz mi? 4. Baskı devrenin malzeme görünüşünü çizebildiniz mi? 5. Baskı devrenin alttan görünüşünü çizebildiniz mi? 6. Elemanların baskı devreye lehimlediniz mi? 7. Devreyi doğru bir şekilde çalıştırabildiniz mi? 8. Avometre ile devredeki gerilimi ölçtünüz mü? 9.Osiloskop ile dalga şekillerinin grafiğine baktınız mı? 10.İşi düzgün bir şekilde tamamladınız mı? PERFORMANS DEĞERLENDİRME 42 ÖĞRENME FAALİYETİ–3 Bu modül ile gerilim çoklayıcı devrelerin bağlantısını doğru olarak yapabileceksiniz. Gerilim çoklayıcı (N’leyiciler) hakkında bilgi toplayınız. Sonuçları bir rapor haline getiriniz ve arkadaşlarınla paylaşınız. 3. GERİLİM ÇOKLAYICILAR 3.1. Gerilim İkileyiciler Gerilim ikileyiciler, girişlerine uygulanan AC gerilimin büyüklüğünü iki katına çıkarır. Çı k ış gerilimi DC gerilim olup büyüklüğü girişteki AC gerilimin maksimum değerinin iki katına eş ittir. Şekil 3.1’de gerilim ikileyici devre görülmektedir. Bu devrede AC gerilimin pozitif alternansında kaynağın üst ucunun pozitif, alt ucunun negatif olduğunu kabul edelim. Bu durumda D1 diyodu iletime geçer ve C1 kondansatörü AC gerilimin maksimum değerine şarj olur. D2 diyodu ise ters polarma olduğu için yalıtım durumundadır. Şekil 3.1: Gerilim ikileyici devresi AC gerilimin negatif alternansında ise kaynağın üst ucunun negatif alt ucunun pozitif olduğunu kabul edelim. Bu durumda D2 diyodu iletime geçerek D1 diyodu kesime gider. Böylece C2 kondansatörü negatif alternansın maksimum değerine şarj olur. C1 ve C2 kondansatörleri seri bağlı olduğu için çıkış gerilimi kondansatörlerin uçlarındaki gerilimlerin toplamına eş ittir. Bu yüzden çıkış gerilimi girişteki AC gerilimin maksimum değerinin 2 katına eşit olur. ÖĞRENME FAALİYETİ-3 AMAÇ ARAŞTIRMA 43 3.2. Gerilim Üçleyiciler Şekil 3.2’de gerilim üçleyici devre görülmektedir. Bu devrede D1 ve D2 diyotlarıyla C1 ve C2 kondansatörleri gerilim ikileyici olarak çalışmaktadır. D3 diyodu, negatif alternanslarda doğru polarma alarak C3 kondansatörü, gerilim ikileyici çıkışındaki gerilime şarj olur. Çıkış gerilimi, C1 ve C3 kondansatörlerinin uçlarındaki gerilimlerinin toplamına eşit olur.C1 kondansatörü, AC giriş geriliminin maksimum değerine; C3 kondansatörü ise AC giriş geriliminin maksimum değerinin iki katına eşit olduğundan, devrenin çıkış gerilimi AC giriş geriliminin maksimum değerinin üç katına eşit olur. Şekil 3.2: Gerilim üçleyici devresi 3.3. Gerilim Dörtleyiciler Gerilim dörtleyici devre, girişine uygulanan AC gerilimi 4 katına çı karır ve DC gerilime çevirir. Şekil 3.3’ te, gerilim dörtleyici devre görülmektedir. Şekil 3.3: Gerilim dörtleyici devresi 44 Bu devredeki ilk üç diyot gerilim üçleyici olarak çalışır. Dördüncü diyot ise C4 kondansatörünün eklenmesiyle, devre gerilim dörtleyici olarak çalışmaktadır. Bu devrede C1 kondansatörü, diğer bütün kondansatörler ise maksimum değerin iki katına şarj olurlar. Çıkışta C2 ve C4 kondansatörleri seri bağlı olduğu için çıkış gerilimi AC giriş geriliminin maksimum değerinin dört katı olur. 45 UYGULAMA FAALİYETİ Şekil 3.4: Gerilim ikileyici uygulama devresi Malzeme Listesini oluşturunuz. İşlem Basamakları Öneriler Şekil 3.4’deki devrenin malzemelerini temin ediniz. Malzemeleri okul malzeme odasından, piyasada elektronik malzeme satışı yapan i ş yerlerinden temin ediniz. Devreyi bread board üzerine kurunuz. Elemanların bread board içerisine tam olarak yerleştiğinden emin olunuz. Devreyi çalıştırınız. Transformatörün primer ve sekonder uçlarının doğru bağlandığını kontrol ediniz. AVO metre ile gerilim ölçümlerini yapınız. Ölçü aletinin uçlarına dikkat ediniz. VP gerilimini ölçüp, tabloya not ediniz. C1 Kondansatörünün VC1 gerilimini ölçünüz. C2 Kondansatörünün VC2 gerilimini ölçünüz. Vçıkış gerilimini ölçünüz. Osiloskop ile dalga şekillerini gözlemleyerek grafiğini çiziniz. Dalga şekillerini Grafik 10’a çiziniz. (VP, VC1, VC2, Vçıkış) UYGULAMA FAALİYETİ 46 Avometre ile ölçülen ölçümler: Osiloskopta gözlemlenen dalga şekilleri: VP VC1 VC2 Vçıkış 47 Şekil 3.5: Grafik 10 48 PERFORMANS DEĞERLENDİRME Uygulama faaliyeti sonunda, a ş a ğıdaki tabloda verilen i ş lemlerin karşılarına değerlendirme yapınız. Değerlendirme sonunda başarısız olduğunuz i ş lemleri tekrar uygulayınız. DEĞERLENDİRME ÖLÇÜTLERİ Evet Hayır 1. Doğru malzeme seçimi yaptınız mı? 2. Malzemelerin sağlamlık kontrolünü yaptınız mı? 3. Malzemeleri bread boarda yerleştirdiniz mi? 4. Bread board üzerinde devrenin görünüşünü çizdiniz mi? 5. Bread board üzerinde iletkenleri doğru bir şekilde kullandınız mı? 6. VP gerilimini devreye uyguladınız mı? 7. Devreyi doğru bir şekilde çalıştırabildiniz mi? 8. Avometre ile devredeki gerilimi ölçtünüz mü? 9.Osiloskop ile dalga şekillerinin grafiğine baktınız mı? 10.İşi düzgün bir şekilde tamamladınız mı? PERFORMANS DEĞERLENDİRME 49 MODÜL DEĞERLENDİRME YETERLİK ÖLÇME Aşağıdaki uygulama faaliyeti, bu modül ile kazandırılması hedeflenen yeterliğin değerlendirilmesi amacına yöneliktir. İşlem Basamakları Öneriler İçerisinde köprü tipi doğrultma, kondansatörlü filtre ve entegre gerilim regülatörü olan bir güç kaynağı devresi kurunuz. Öğrenme faaliyetleri, modül ile ilgili kaynaklar ve internetten faydalanarak, devre şekilleri bulunuz. Malzeme listesini oluşturunuz. Bulduğunuz devrenin açık şemasına göre malzemeleri temin ediniz. Gerilim regülatör entegresi olarak; sabit gerilim regülatörü veya ayarlanabilir gerilim regülatör entegresi kullanınız. 7805,….,7824, L200, LM317 gibi Devreden çekmek istediğiniz akıma ve istenen gerilim değerine göre uygun olan transformatörü temin ediniz. Transformatörü istediğiniz güç değerinden büyük seçmeyiniz. Devrenize uygun baskı devreyi hazır ediniz. Baskı devreyi hazırlarken elemanların boyutlarına uygun olmasına dikkat ediniz. Devrenin montajını yapınız. Soğuk lehim yapmamaya dikkat ediniz. Devreyi çalıştırınız. Devreye gerilim vermeden önce kontrol ediniz. 220Volta dikkat ediniz. Derenin gerilim ölçümlerini Avometre ile ölçümünü yapınız. Avometre proplarının yönüne dikkat ediniz Devrenin dalga şekillerini osiloskop ile ölçümünü yapınız. Osiloskop kalibrasyonunu unutmayınız. MODÜL DEĞERLENDİRME 50 PERFORMANS DEĞERLENDİRME Uygulama faaliyeti sonunda, a ş a ğıdaki tabloda verilen i ş lemlerin karşılarına değerlendirme yapınız. Değerlendirme sonunda başarısız olduğunuz i ş lemleri tekrar uygulayınız. DEĞERLENDİRME ÖLÇÜTLERİ Evet Hayır 1. Güç kaynağı devresini kurdunuz mu? 2. Malzeme listesini hazırladınız mı? 3. Gerilim regülatör entegresini seçtiniz mi? 4. Transformatörün seçimini yaptınız mı? 5. Baskı devrenin hazırlanması işlemini tamamladınız mı? 6. Devrenin montajını yaptınız mı? 7. Devreyi doğru bir şekilde çalıştırabildiniz mi? 8. Avometre ile devredeki gerilimi ölçtünüz mü? 9.Osiloskop ile dalga şekillerinin grafiğine baktınız mı? 10.İşi düzgün bir şekilde tamamladınız mı? 51 KAYNAKLAR Aselsan, Yarıiletken Güç Kaynakları ve Yükselteçler, Aselsan, 1985. CANDAN Naci – DİNLER Ahmet, Atelye ve Lab. II, Elif Ofset, İstanbul, 1994. ÇELİK Mustafa, Teknik Öğretmen Ders Notları, 2004. JICA, Elektronik Atelyesi Cilt I, Yüce Yayınları, İstanbul, 1992. ÖZTÜRK Orhan – YARCI Kemal, Elektronik, Yüce Yayınları, İstanbul, 1993. TEKÖZGEN Erdoğan, Elektronik Deneyleri ve Projeleri, Özkan Matb., Ankara, 1992. YAĞLI, Oktay, Teknik Öğretmen Ders Notları, 2004. Web siteleri: www.answers.com www.bvir.de www.cpu.com.tw www.doctronics.co.uk www.dolphin.wmin.com www.kpsec.freeuk.com www.mathew.com www.radioshad.com www.silisyum.net KAYNAKLAR