Besleme Gerilimi Düzenleri

Besleme Gerilimi Düzenleri
Elektronikte kullanılan devrelerin birçoğu DC gerilimi ile çalıştığı halde şebeke
hattından gelen gerilim AC şeklindedir. Bu yüzden şebeke geriliminin bu devrelerde
kullanılabilmesi için doğrultulması gerekir.




AC gerilimi DC gerilime dönüştürme işlemi dört adımda gerçekleşir:
İlk olarak tranformatör aracılğıyla devre için istenilen AC değere ulaşılır.
İkinci adımda ise doğrultma işlemi uygulanır, böylece alternatif gerilim DC
gerilime çevrilmiş olur.
Üçüncü işlem olarak bir kapasite yardımıyla filtreleme işlemi uygulanır.Bu
sayede dalgalanma azaltılır.
Dördüncü adımda işareti daha da düzgünleştirmek yani dalgalanmayı iyice
azaltmak için zener diyodu yardımıyla regülasyon işlemi uygulanılır.
Doğrultma
Transformatör yardımıyla istenilen alternatif gerilim elde edildikten sonra
doğrultma işlemine geçilir. Doğrultma tek ya da çift yollu doğrultucularla yapılır. Tek
yollu doğrultucular bir tek diyot ile gerçekleştirilir.Diyotun yönüne göre alternatif gerilim
işaretinin belli bir periyot aralığı elde edilir. Çift yollu doğrultucularda ise iki diyot
kullanılarak doğrultma gerçekleştirilir. Böylece negatif işaretler pozitif hale getirilmiş
olur.
Deney föyündeki Şekil:4’te çizilmiş devre anahtar yardımıyla tek ve çift yollu
doğrultucuları kullanacak şekilde kuruldu.Bu devrede Ry değişken direncine 6,25 ohm
değerindeki bir koruma direnci seri olarak bağlandı. Böylece değişken direnç sıfır
olduğunda bile akım değeri sınırlandırılarak diyotların tahrip olmaması sağlanmıştır.
Yük akımı 100 mA değerine getirilerek tek ve çift doğrultucular için Ry nin
uçlarındaki gerilim ve içinden akımın dalga şekilleri elde edildi.Ekteki grafiklerde
görüldüğü gibi tek yollu doğrultucu kullanılan devrede gerilim ve akım sadece pozitif
oldukları zaman akmış, negatif değerler alınamamıştır.Böylece sadece pozitif değerler
için dalga şekilleri elde edildi..Çift yollu doğrultuculu devrede ise negatif değerlerin
bulunduğu periyot aralığındaki işaretler pozitif hale çevrilmiştir.Bu sayede hem pozitif
hem negatif değerler için dalga şekilleri elde edildi.Tek ve çift yollu doğrultucuda Ry
uçları arasındaki gerilimin tepe değeri yaklaşık olarak 21 Volt; akım tepe değerleri ise tek
yollu doğrultucu için 144 mA, çift yollu doğrultcusu içinse 135 mA olarak elde edildi.
Tek yollu doğrultucuda Ry yük direnci değiştirilerek çıkış akımının 50mA ve
250 mA olduğu durumlar için Ry üzerindeki gerilim değerleri ölçüldü:
Iy
Vy
50mA
7,17V
5,72V5,725,725,
250mA 5,72V
İç direnç akım ve elde edilen gerilim değerleri ile bulunabilir. Çevre denklemleri
yardımıyla iki bilinmeyenli denklem iki denklem elde edilerek iç direnç hesaplanır
Vg = RgIy+Vy olmak üzere
Vg = 0,05Rg + 7,47
Vg = 0,25Rg + 5,72
Rg=7,25 ohm
Ancak bu Rg değeri koruma direncinin eklenmiş halidir.Bu yüzden Rg’nin
gerçek değeri 7,25-6,25 = 1 ohm dur.
Çift yollu doğrultucuda ise akım değerleri 100mA ve 500mA alınarak gerilim
değerleri elde edildi:
Iy
100mA
500mA
Vy
14,3V
11,4V
Aynı şekilde, Vg = RgIy+Vy denkleminden
Vg = 0,1Rg + 14,3
Vg = 0,5Rg + 11,4
Rg=7,25 ohm
Yine aynı şekilde, Rg’nin gerçek değeri 7,25-6,25 = 1 ohm olarak elde edilir.Tek
ve çift doğrultucuda aynı sonuçlar elde edilmiştir.Çünkü direncin tek veya çift yollu
doğrultucudan bağımsız olarak sabit kalması beklenir.
Filtreleme ve Regülasyon
Filtreleme işlemi kondansatörler yardımıyla yapılır.Yük direncine paralel olarak
bağlanan kondansatörler uygulanan gerilimi düzenleyerek alçak geçiren bir filtre görevi
görür ve işaretin dalgalılığını azaltır.
Regülasyon ise Zener diyodu kullanılarak yapılan bir işlemdir.Zener diyot belli
bir gerilim değerinden sonra üzerinde sabit bir gerilim tutar; ancak, belli bir gürültüye yol
açar.Bu gürültü yüzünden oluşan dalgalılık kondansatör yardımıyla toprağa götürülerek
giderilir.
Filtreleme ve regülasyon için deney föyündeki Şekil:11’de çizilen devre kuruldu.
Öncelikle, yük akımı 100mA değerine getirilerek çıkış geriliminin dalga şekli elde edildi.
Ekteki grafikte görüldüğü gibi 100mA için dalgalılık 4mV düzeyindedir.
Daha sonra yük akımının 370mA olduğu durumda çıkışta 30mV düzeyinde bir
dalgalanma elde edildi.Bu da akım artınca dalgalanmanın arttığını göstermiştir.
Yük akımı 0,37A olduğunda Zener diyodun çıkışında 1,2V düzeyinde bir
dalgalılık elde edildi. Bu durumda kapasitenin Zener diyodun yarattığı gürültüyü büyük
ölçüde giderdiğini göstermektedir.