GUCKAUNAKLARI

Hazırlayan: Dr. Bülent Çobanoğlu
PRATİK GÜÇ KAYNAKLARI VE ÖRNEK UYGULAMALAR
Pratik bir güç kaynağı, 220V besleme gerilimini istenen regüle edilmiş DC gerilimine
dönüştürecek şekilde kurulabilir. Standart devre; gerilimi istenen AC düzeyine çekmek için
kullanılan bir transformatör, AC sinyali yarım dalga veya tam dalga doğrultmak için
kullanılan bir diyot doğrultucu ve regülâsyonlu bir DC gerilimi sağlayan kondansatörlü bir
filtre içerir. Daha sonra regülâsyonsuz DC gerilimi, istenen düzenlenmiş çıkış DC gerilimini
sağlayan IC gerilim regülâtörüne giriş olarak uygulanır. Birkaç örnek ile DC gerilim
kaynağının nasıl kurulabileceğini ve nasıl çalıştığını gösterelim.
Örneklerde kullanacağımız 78XX serisi pozitif entegre regülatörleri ile 79XX serisi negatif
entegre regülatörlerinin giriş ve çıkış gerilim değerleri aşağıdaki tablolarda verilmiştir.
Tablo 1.1. Pozitif ve Negatif Gerilim Regülatör Entegreleri
78XX
/
79XX
Entegresi
7805 / 7905
7806 / 7906
7808 / 7908
7810 / 7910
7812 / 7912
7815 / 7915
7818 / 7919
7824 / 7924
Çıkış Gerilimi
(78XX/79XX)
+5 / -5
+6 / -6
+8 / -8
+10 / -10
+12 / -12
+15 / -15
+18 /-18
+24 / -24
Minimum Giriş
Gerilimi (78XX/79XX)
+ 7.3 / -7.3
+ 8.35 / -8.4
+10.5 / - 10.5
+12.5 / -11.5
+14.6 / -14.6
+17.7 /- 17.7
+ 21 / -20.8
+27.1 / -27.1
Örnek 1: 400 mA’lik akım çeken yüke bağlanan aşağıdaki 12V’luk gerilim kaynağının
analizini yapınız.
+
7812
220
V,rms
Vo=12V
470
µF
100
pF
_
Çözüm:
7812 elemanının özelliklerinde, şebeke regülasyonunu korumak için kabul edilebilir
minimum giriş gerilimi 14.6 V olarak verilmiştir.
Transformatör, 220V ve 50 Hz’lik şebeke gerilimini, orta uçlu transformatörün her bir
yarısında 18V ortalama değerli (rms) sekonder gerilimine düşürür. Bu da, transformatör
üzerinde aşağıdaki değere sahip bir tepe gerilimi oluşturur;
Vm=√2 Vrms =√2*18V=25.456 V
Bu durumda dalgacık (ripple) gerilimi;
1
Hazırlayan: Dr. Bülent Çobanoğlu
Vr(rms)=
2.88 * Idc 2.88 * 400
=
=2.45 V
C
470
Ve tepeden tepeye (peak to peak) dalgacık gerilimi;
Vr(tepe-tepe)=2√3 Vrms = 2* √3* (2.45 V)=8.5 V
470µF lık kondansatör üzerindeki gerilimin DC düzeyi;
Vdc=Vm – (Vr(tepe-tepe) /2) =25.456- (8.5/2)=21.21 V
400 mA lik yükte çalışırken filtre kondansatörünün dalgalılık (ripple) faktörü;
Vr (rms)
2.45
* %100 =
* %100  %11.5
r=
Vdc
21.21
C filtreleme kondansatörü üzerindeki gerilimin dalgalılığı
minimum gerilim düzeyine düşer;
%11.5 kadardır ve aşağıdaki
Vgiriş min= Vm - Vr(tepe-tepe) =25.456 – 8.5 = 16.97 V
Filtre kondansatör değerinin düşürülmesi veya yük akımının arttırılması daha büyük bir
dalgacık gerilimine ve kondansatör üzerinde daha düşük bir minimum gerilime yol açacaktır.
Bu minimum gerilim değeri 14.6 V un üzerinde kaldığı sürece, 7812, çıkış gerilimini +12 V
‘ta regüle edilmiş olarak tutacaktır.
Örnek 2: Örnek 1 deki devrede regülasyon sağlanması için maksimum yük akımının değeri
ne olmalıdır?
Vgiriş ≥ 14.6 V durumunu korumak için;
Vr (tepe-tepe) ≤ Vm - Vgiriş min = 25.456 – 16.97 =8.5 V
Böylece
Vr (tepe  tepe) / 2 8.5 / 2
Vr (rms) =
=
=2.45 V
3
3
Buradan Idc değerini (mA cinsinden) bulabiliriz;
Idc=
Vr ( rms) * C 2.45 * 470
=
= 399 mA
2.88
2.88
Bu akım değerinin üstünde akım çekildiğinde regülatör çıkışı +12V un altına düşer. Bunu
önlemenin yolu C1 kondansatör değerini arttırmaktır.
Ayarlanabilir pozitif bir gerilim regülatör devresi kullanarak, regülasyonlu çıkış gerilimini,
(devrenin çalışma değerleri içinde) istenen gerilime ayarlamak mümkündür.
2
Hazırlayan: Dr. Bülent Çobanoğlu
Örnek 3. Şekilde Ayarlanabilir çıkış üreten LM317’li pozitif gerilim regülatörü devresi
görülmektedir. R1= 240 Ω , R2= 2.4 KΩ olduğuna göre devrenin çıkış gerilimini
hesaplayınız.
Çözüm:
LM337 entegresi için tipik değerler ise üretici tarafından;
VREF=1.25V
IA=100μA
olarak verilmiştir. Devrenin çıkış gerilimi;
Formülü ile elde edilir. Buna göre verilenleri yerine koyarsak;
Vo= 1.25 V
[ 1  2400 ] + 100 µA * 2.4kΩ
240
Vo= 13.75 + 0.24 V = 13.99 V
3
Hazırlayan: Dr. Bülent Çobanoğlu
KESİNTİSİZ GÜÇ KAYNAKLARI
Kesintisiz Güç Kaynakları (Uninterrupted Power Supply–UPS) kısaca UPS veya KGK
olarak tanımlanır. Tıbbi cihaz, bilgisayar gibi ani enerji kesilmelerinde çalışma sistematiği
çok kolay bozulabilen araçları şebeke akımı kesildikten sonra belli bir süre daha
çalıştırabilmek için yapılmış devrelere kesintisiz güç kaynağı denir.
KGK ‘ların güçleri watt cinsinden değil VA cinsinden belirtilir. Çünkü alıcıların hepsi omik
tip değildir. Endüktif özellikli alıcılar çektikleri enerjinin bir kısmını reaktif güç olarak
harcarlar. Bu nedenle 250 VA lik bir KGK ile endüktif ( bobinli) özellikli bir alıcı beslenecek
olursa, KGK nin verebileceği aktif güç 250 W tan %10-40 kadar daha az olur.
Kesintisiz güç kaynakları her hangi bir sisteme doğrudan kesintisiz güç sağlamazlar. Şehir
şebekesinden beslenen cihazlar, kimi zaman enerji kesilmesinden kimi zaman enerjideki
dalgalanmalardan etkilenirler.
Şebekedeki kesilme ve dalgalanmaları etkisiz hale getirmek amacı ile KGK’lar tasarlanmıştır.
KGK kullanılmasıyla pek çok hassas sisteme, sürekli ve düzenli güç sağlanabilir. Günümüzde
hayatın pek çok alanında farklı amaçlar için pek çok hassas cihaz ve sistem kullanılmaktadır.
Bu cihaz ve sistemler; şebekedeki ani gerilim değişimlerinden (düşme ve artma), gerilim
kesilmelerinden ve gerilim hatlarına girmiş olan gürültülerden etkilenmektedirler. Bu
etkilenme ve kesilmeleri yok etmek ve hassas cihazların tam performansta çalışmalarını
sağlamak amacıyla çoğunlukla KGK’lar kullanılır.
KGK lar ile jeneratörler sıklıkla karıştırılmaktadırlar. KGK(UPS) lar kesinlikle jeneratör
değildir. KGK lar, jeneratörler gibi uzun süreli enerji sağlamazlar. KGK ların kullanım amacı
elektrikler kesildikten 5–30 dakika içerisinde acil işlemleri tamamlamak için kullanıcıya
zaman kazandırmaktadır.
Kesintisiz güç kaynağı kullanımına gereksinim duyulan sistem ve cihazlar aşağıda
sıralanmıştır.
• Bilgisayarlar, ana makineler (server), monitörler, yazıcılar, tarayıcılar..
• Telefon sistemleri ve santralleri, faks’lar, modemler…
• Yazar kasalar, bar kod okuyucuları, ses ve görüntü sistemleri, alarm sistemleri, akaryakıt
pompaları, elektronik terazi ve kantarlar, endüstriyel üretimde kullanılan bazı makineler…
• Sağlık endüstrisinde kullanılan pek çok tıbbi cihaz sayılabilir. Yukarıda sıralanan pek çok
cihaz ve sistem; ekonomik bir öneme, tıbbi cihazlar ise yaşamsal bir öneme sahiptir. İnsan
hayatıyla doğrudan ilintili olan tıbbi cihazlarda KGK kullanımı neredeyse zorunludur
diyebiliriz.
Yüksek kaliteli bir Kesintisiz güç kaynağında bulunması gereken temel özellikler
aşağıda maddeler halinde sıralanmıştır.




Şebeke kesintisi ile güç kaynağının devreye girmesi eş zamanlı olmalı ve yük bundan
etkilenmemelidir.
Çıkış işareti iyi bir sinüzoidal dalga olmalı ve hatta oluşabilecek yükselme, düşme,
gürültü v.b gibi etkilerle değişmemelidir.
Çıkışında oluşabilecek aşırı akım ve kısa devrelere karşı koruması olmalıdır.
Verimi yüksek, maliyeti düşük, ebatları küçük ve kullanımı kolay olmalıdır.
4
Hazırlayan: Dr. Bülent Çobanoğlu






Yük değişmelerinden etkilenmemeli ve iyi bir şebeke izolasyonuna sahip olmalıdır.
Sistemde kullanılan akü uzun ömürlü olmalı ve akü şarjı kolay ve kısa süreli olmalıdır.
Aküsü kuru tip olmalı ve bakım istememelidir.
Voltaj regülâtörleri sayesinde giriş geriliminde ±%25 lik bir değişiklik olması
durumunda düzenli çalışmalıdır.
Çıkış voltajı sabit olmalıdır.
Giriş frekansının ±%5 arasındaki değerleri regüle edebilmelidir.
KGK larda bulunan elemanların görevleri;
Kesintisiz güç kaynakları;
Doğrultmaç + regülatör + akü şarş devresi + akümülatör + konvertisör + filtre +
doğrultmaç devresinin birleşiminden oluşur.
I.
Redresör (Doğrultmaç) ; Aküyü şarj etmek amacıyla alternatif akımı doğru
akıma çevirir.
II.
Akü; Elektrik enerjisini depolar ve kesinti halinde devreye girerek enerji verir.
III.
Konvertisör; Akü çıkışındaki doğru akımı alternatif akıma çevirir.
IV.
Yüksek gerilim bastırıcı devresi; Şebekeden kaynaklanabilecek anlık yüksek
gerilimleri bastırarak cihazlar için tehlikeli olmayacak seviyelere indirir.
V.
Filtre devresi; Şebekeden ya da elektronik düzeneklerden kaynaklanabilecek
bozuk işaretleri (gürültü) süzerek temiz bir çıkış işareti verir.
VI.
Otomatik Voltaj Regülatörü (OVR); Gerilimi regüle eder.
Düzensiz şebeke gerilimine neden olan unsurlar şunlardır;
I. Doğal Afetler;
Fırtına, yıldırım ve elektrik şokları, tayfun, deprem gibi doğal afetler enerji sorunlarına yol
açar.
II. Kötü kablolu tesisatlar ve çevredeki endüktif tip alıcılar;
Elektrik üretimi ve dağıtımı yapan şirketlerin temiz, kararlı ve sabit bir şebeke gerilimi temin
edememelerinin yanında, hassas cihazların yakınlarında yüksek güçlü makine ve motorların
devreye girmesi veya devreden çıkması ile şebekede ani gerilim değişmelerine (düşme veya
artma) neden olur.
Karşılaşılan sorunların çeşitlilik göstermesi ve bunlara karşı alınacak önlemler KGK’ların
farklı modellerini gündeme getirmiştir. Sorunlara çözüm getirme ve çalışma ilkeleri göz
önüne alınarak kesintisiz güç kaynakları temel olarak 3 grupta incelenebilir. Bunlar kısaca;
on-line KGK, off-line KGK ve Line-interactive KGK olarak adlandırılır. Bu grupları kısaca
inceleyelim.
5
Hazırlayan: Dr. Bülent Çobanoğlu
On-line KGK
On-line KGK, çift çevrimli (AC/DC ve DC/AC) sistem teknolojisi ve tam sinüzoidal dalga
çıkışıyla en gelişmiş KGK’dır. Temel bir On-line KGK’nın blok diyagramı şekilde
verilmiştir.
On-line KGK’nın Blok diyagramı
Bu sistemde şebeke kesintisinde akünün devreye girmesi anında gerçekleşir. Bu tip KGK’lar
şebeke izalosyonu ve regülasyonu işlemini de gerçekleştirirler. Verimlikleri ve güvenirlilikleri
çok yüksektir. Bu tip KGK’ler, değişken yüklere karşı gerilim kararlılığı sağlarlar ve
gürültülere karşı filtreleme işlemi yaparlar. Bu avantajları yanında maliyetleri çok yüksektir.
Off-line KGK
Off-line KGK’ler, şebeke kesilmelerinde milisaniyeler mertebesinde bir gecikmeyle devreye
girebilen KGK sistemleridir. Bu süre çoğunlukla 0.001s ile 0.005s arasındadır. Bu tip
KGK’lar 2W’a kadar düşük güçler için kesintilerden etkilenmeyen ve şebeke izolasyonu
gerekmeyen yerlerde kullanılabilir. Bu tip KGK’lerin en önemli avantajı basit, hafif ve ucuz
olmalarıdır.
Line-interactive KGK
Bu tip KGK’ler, on-line ve off-line KGK’ler arasında tanımlanır. Her iki tipin bazı
özelliklerini üzerinde barındırır. Şebeke gerilimini devamlı kontrol ederek gerilim
regülsayonu sağlarlar. Fakat yapılan regülasyonun kalitesi iyi değildir. Çıkışının filtrelenmiş
olması ve maliyetinin düşük olması avantajlarıdır.
KGK kullanırken dikkat edilmesi gereken noktalar;





KGK’ler temiz, tozdan uzak ve havadar ortamda kullanılmalıdır.
KGK’lere kesinlikle lazer yazıcı ya da fotokopi makinesi bağlanmamalıdır. Bu
cihazlar özellikle ilk açıldıklarında fazla akım çektiklerinden KGK’ya zarar
verebilirler
Cihaz kullanılmadan önce kullanma kılavuzu okunmalıdır.
Cihaz mutlaka topraklı prize bağlanmalı ve bağlanmadan önce toprak hattı kontrol
edilmelidir
Cihaza kesinlikle besleyebileceğinden fazla yük bağlanmamalıdır.
6
Hazırlayan: Dr. Bülent Çobanoğlu
ANAHTARLAMALI TİP GÜÇ KAYNAKLARI
DC güç kaynakları genel olarak; regülesiz, regüleli ve anahtarlamalı olarak başlıca üç
ana kategoride sınıflandırılır. Bu bölümde; Anahtarlamalı tip DC güç kaynaklarını tüm
yönleri ile inceleyerek tasarım yeteneğimizi geliştireceğiz.
-
Doğrusal (lineer)
karşılaştırılması;
regülâtörler
ile
Anahtarlamalı
tip
regülâtörlerin
Düşük güçlü dc güç kaynaklarının tasarımında genellikle lineer (doğrusal) tüm devre
gerilim regülâtörleri tercih edilmektedir. Tercih nedeni olarak;
Basit yapıları, yük değişimlerine hızlı cevap vermeleri, gürültüsüz çalışmaları ve düşük
maliyetleri gibi etkenleri sıralayabiliriz. Fakat bu tip regülâtörlerde verim çok düşük ve güç
kaybı fazladır. Yüksek güçlü DC kaynaklarının tasarımında verimleri çok daha fazla olan
anahtarlamalı gerilim regülatörleri (switching regulators) kullanılmaktadır.
Doğrusal bir regülatörde kayıpların tümüne yakını kontrol elemanı olarak kullanılan
ve aktif bölgede çalıştırılan transistor üzerinde oluşmaktadır. Anahtarlamalı tip regülatörde ise
transistorlar, ya kesimde ya da doyumda çalıştığından güç kaybı çok küçüktür ( Kesimde
1mW’tan ve doyumda 1W’tan daha küçüktür). Bundan dolayı anahtarlamalı tip regülatörlerin
verimi %90 veya daha fazladır.
Anahtarlamalı gerilim regülâtörlerinin tasarımı zor ve maliyetleri yüksektir. Bu
nedenle düşük güçler için kullanımı ve tasarımı pek tercih edilmez. Yüksek güçlü dc
kaynakların tasarımında ise anahtarlamalı gerilim regülâtörü kullanmak neredeyse
zorunluluktur. Anahtarlamalı tip gerilim regülâtörleri ile doğrusal regülatörler arasındaki
temel farkları maddeler halinde sıralarsak;
-
-
-
-
Yapıları doğrusal (lineer) regülatörlere göre daha karmaşık ve zordur. Bu nedenle
maliyetleri daha yüksektir.
Çıkış gürültü seviyeleri ve dalgalılık( oranları daha yüksektir. İlave filtre devreleri
kullanımına gereksinim duyulur. Bu durum maliyeti artırır.
Yük akımlarında ve giriş gerilimlerinde meydana gelen değişimleri algılama ve tepki
verme süreleri daha uzundur.
Anahtarlamalı gerilim regülâtörleri yapılarından dolayı, elektromanyetik ve radyo
frekanslı (EMI-RFI) girişimlere sebep olurlar. Bu nedenle özel filtre devrelerine ve
ekranlama işlemine gereksinim duyarlar.
Anahtarlamalı güç kaynaklarının verimleri diğer güç kaynaklarına nazaran oldukça
yüksektir.
Anahtarlamalı gerilim regülatörlerinin çalışma frekansları şehir şebekesinden çok
yüksektir (KHz). Bu nedenle tasarımlarında kullanılan bobin ve transformatör v.b gibi.
devre elemanlarının fiziksel boyutları oldukça küçüktür.
Doğrusal regülatörlerde; regülesiz giriş gerilimi daima çıkış geriliminden büyük
olmalıdır. Anahtarlamalı regülatörlerde ise çıkış gerilimi girişten büyük
yapılabilmektedir.
Anahtarlamalı gerilim regülatörlerinde birden fazla çıkış elde edilebilmekte ve çıkış
geriliminin kutupları değiştirilebilmektedir. Bu özellik doğrusal regülatörlerde söz
konusu değildir.
7
Hazırlayan: Dr. Bülent Çobanoğlu
Anahtarlamalı gerilim regülatörünün temel çalışma prensibi, girişine uygulanan dc işaretin
yüksek frekanslarda anahtarlanarak çıkışa aktarılmasına dayanmaktadır. Bu işlem için giriş
gerilimi kıyılmakta ve darbe-periyot oranı değiştirilmektedir. Kısaca darbe genişliği
modülasyonu (Pulse Widh Modulation=PWM) yapılmaktadır. Bu işlem; regülatör çıkışını
yük ve giriş geriliminde oluşan değişimlerden bağımsız hale getirir.
Ayrıca daha öncede belirtildiği gibi devrede kullanılan elemanlar (transistörler) kesim/doyum
modunda anahtarlamalı olarak çalıştıkları için güç kayıpları minimumdur. Anahtarlamalı bir
güç kaynağının blok şeması aşağıda gösterilmiştir.
Şekil 1. Anahtarlamalı tip dc gerilim regülâtörünün blok şeması
Anahtarlamalı gerilim regülatörünün blok diyagramının da görüldüğü
amplifikatörünün eviren girişindeki gerilim (VM), geri beslemeden dolayı;
gibi
hata
değerindedir. Opamp’ın ideal olduğu kabul edilirse (eviren ve evirmeyen girişleri arasında
gerilim farkı yoktur), evirmeyen girişteki VREF değeri;
olur. Bu formülden regüleli çıkış gerilimini yazarsak;
Elde edilen çıkış geriliminin devre giriş gerilimi Vİ’den ve yük akımı IL’den bağımsız olduğu
görülmektedir.
Örnek Problem:
Şekil 1 deki devrede R2=2*R1 ve VREF=10V olarak seçilirse; devrenin çıkış gerilimi V0
ne olur?
Çözüm:
8
Hazırlayan: Dr. Bülent Çobanoğlu
olarak bulunur. Dolayısı ile çıkış geriliminin maksimum değeri Vİ kadar olduğundan bu devre
V0 < Vİ olacak şekilde kullanılabilir.
Günümüzde pek çok farklı tip anahtarlamalı gerilim regülatörü tasarımı yapılabilmektedir.
Bunların içerisinde en yaygın olarak kullanılanlar ise genellikle 3 tiptir. Bunlar;
• Aşağıya doğru (step-down veya buck) anahtarlamalı regülatör
• Yukarıya doğru (step-up veya boast) anahtarlamalı regülatör
• Yön çeviren (inverting veya boast) anahtarlamalı regülatör
olarak adlandırılır.
1. Aşağıya Doğru ( Step – Down) Anahtarlamalı Regülatör
Aşağı doğru tip anahtarlamalı regülatörlerin çıkışından alınan regüleli gerilim,
regülesiz giriş geriliminden daha küçüktür. Aşağı doğru regülatörün temel
çalışma prensibini anlamak amacıyla basitleştirilmiş temel yapısı aşağıdaki şekil2.’de verilmiştir.
Şekil 2. Aşağı doğru tip anahtarlamalı gerilim regülâtörünün temel (basit) yapısı
Devrede girişten uygulanan regülesiz dc gerilimi kare dalgaya çevirmek (anahtarlamak) için
bir S1 anahtarı kullanılmaktadır. Bu anahtar gerçekte bir MOSFET transistor dür.
Anahtarlama süreleri ise (darbe periyot oranları) doğal olarak regülatörün çıkış yüküne bağlı
olarak yapılacaktır. Çıkış geriliminin ortalamasını almak ve harmonileri zayıflatmak için
sistemde bir LC filtresi kullanılmıştır.
Regülesiz giriş gerilimi, anahtar vasıtasıyla L bobine darbe serisi şeklinde uygulanır.
Bobinden dolayı kapasite, darbe serisinin ortalaması ile şarj olur. Ortalama değer, darbe
süreleri ile orantılıdır. Devredeki D diyotu, bobinde oluşan ters elektromotor kuvveti (EMK)
kısa devre etmek amacı ile kullanılır. Kapasitedeki ortalama değer, daima girişteki gerilimden
küçüktür. Bundan dolayı bu devre, Step – Down olarak adlandırılır. L ve C elemanlarının
değerleri; anahtar frekansına, tepe dalgalanmasına ve yük akımına bağlıdır.
2.
Yukarıya doğru (Step-Up) Anahtarlamalı Regülatör
Devredende görüldüğü gibi S1 anahtarının açık olduğu durumda Vİ=V0’dır. Bu gerilim,
regülatör çıkışındaki en küçük gerilimdir. S1 anahtarı (transistör iletime geçtiği zaman)
kapalı olduğu zaman (tON) L bobini enerjilenmektetir. L bobinindeki enerji S 1
anahtarının açık olduğu durumlarda (transistör kesime girince) V i gerilimi ile birlikte
diyot üzerinden çıkışa aktarılmaktadır. Dolayısıyla çıkış gerilimi, regülesiz giriş
geriliminden büyük olur. Bundan dolayı bu tip anahtar regülatöre Step-Up adı verilir.
9
Hazırlayan: Dr. Bülent Çobanoğlu
Şekil 3. Yukarı doğru tip anahtarlamalı gerilim regülatörünün basitleştirilmiş devresi
S1 anahtarının kapalı olduğu tON süresini düşünelim. Bu sürede çıkış gerilimi V0‘ın pozitif
olmasından dolayı D diyodu ters yönde kutuplanır ve geribesleme çevrimi açıktır. Böylece C
kondansatörü RL üzerinden deşarj olur. Devrede;
C*RL >> tON seçilmesiyle, V0 üzerindeki düşüş (dalgalanma) oldukça küçük yapılır. Bu aralık
sırasında L bobini üzerinde regülesiz giriş gerilimi vardır ve İL endüktör akımı;
şeklinde artar.
Şimdi S1 anahtarının açık olduğu tOFF aralığını (süresini) düşünelim. Bu duruma; bobinin (L)
akımı aniden değişmeyeceğinden IL(tON-)=IL(tON+) ve diyot iletime geçeceğinden IL akımı
diyot üzerinden C kondansatörüne akacaktır. C kondansatörü üzerindeki gerilim kararlı
olduğunda, aynı zamanda periyodun sonu olur (T=tON+tOFF) ve bu durum tıpkı başlangıçtaki
gibi (t=0) olur.
t0N aralığında Vİ*tON/L artışında olduğu gibi akım tOFF aralığında azalmak zorunda kalır.
[(dİL/dt)<0]. Diyot üzerinde düşen gerilim ihmal edilirse çıkış geriliminin ani değeri;
şeklinde olur. Çünkü dİL/dt negatiftir. Kısaca bu tür bir regülatörde çıkış gerilimi için
aşağıdaki eşitlik yazılabilir.
3. Yön Çeviren (Inverting) Anahtarlamalı Regülatör
Yön çeviren regülâtörlerde giriş pozitif iken, çıkış negatif kutupludur. Çıkış geriliminin
değeri, regülesiz giriş geriliminden küçük veya büyük ya da eşit olabilir. Çıkış geriliminin
alacağı değer kontrol devresi tarafından belirlenir. Tipik bir yön çeviren anahtarlamalı tip
regülatör devresinin basitleştirilmiş şeması Şekil–4 de gösterilmiştir.
10
Hazırlayan: Dr. Bülent Çobanoğlu
Şekil 4. Inverting anahtarlamalı tip gerilim regülatörünün basitleştirilmiş devresi
Devrenin nasıl çalıştığını anlayabilmek için önce; çıkış geriliminin V0<0 ve S anahtarının
kapalı olduğu tON aralığını düşünelim. Bu durumda, diyotun katodu pozitif Vİ değerinde,
anodu ise negatif olacağından diyot kesimdedir. C kondansatörü RL yük direnci üzerinden
deşarj olurken, indüktör akımı VİN*tON/L bağıntısına göre artar. Anahtar açıldığı anda İL
hemen değişmeyecek ve diyot iletime (ON) zorlanacak, sonra L, C ve D’den oluşan çevrede
akarak C kondansatörünün alt plekasını pozitif, üst plekasını ise negatif yönde şarj edecektir
(şekil–4). Yani diyod ve kondansatör üzerinde aynı yönde akım akacaktır. Dolayısı ile
devrenin çıkışı negatif polariteli olacaktır. Bu tür bir regülatörde çıkış gerilimi V0 aşağıdaki
gibi formüle edilebilir.
11