0 - 30V, 0 - 3A, demonte laboratuvar güç kaynağı testleri ve iyileştirmeler

[taydin]

@Gokrtl senin 32 VAC trafo ile durum nasıl oluyor ona da bakalım. Bu durumda 3 A çekerken 35 küsür volt DC alabiliyoruz. Bu şartlar altında opamp'ler 44.4 V besleme voltajı görüyor. Şebekenin yükselmesi durumunda bile opamp beslemelerinde çok geniş bir marjımız var.

Bu şekilde hedefimiz olan 0 - 30 V ve 0 - 3 A performansını yakalayabiliyoruz. Şimdi bir de opamp'leri daha düşük voltajla çalıştırmayı deneyelim.

 

[Gokrtl]

@Gokrtl senin 32 VAC trafo ile durum nasıl oluyor ona da bakalım. Bu durumda 3 A çekerken 35 küsür volt DC alabiliyoruz. Bu şartlar altında opamp'ler 44.4 V besleme voltajı görüyor. Şebekenin yükselmesi durumunda bile opamp beslemelerinde çok geniş bir marjımız var.

Bu şekilde hedefimiz olan 0 - 30 V ve 0 - 3 A performansını yakalayabiliyoruz. Şimdi bir de opamp'leri daha düşük voltajla çalıştırmayı deneyelim.

8957 eklentisine bak

Abi bende hedef 5A di

 

[taydin]

Abi bende hedef 5A di

3 A olanı 5 A yapmak çok kolay. İlave bir transistör daha attınmı işin tamam

 

[taydin]

Şimdi şebeke regülasyonuna bakalım. 32 VAC sekonderi kullandığımızı varsayalım ve çıkış voltajını maksimum yapalım. Şebeke normal değerinde iken 32 VAC gelecek ve çıkıştan 30.219 VDC alıyoruz. Şebekenin %10 düştüğünü varsayarsak, girişe 28.8 VAC gelecek. Bu durumda çıkış voltajımız halen 30.219 VDC. Şebekenin %10 yükseldiğini varsayarsak girişe 35.2 VAC gelecek. Bu durumda çıkış voltajı 30.22 VDC. Yani şebeke değişimlerini çok güzel bir şekilde regüle ediyor.

Aynı şekilde yük regülasyonuna bakalım. Şebeke 32 VAC iken maksimum akım olan 3 A çekerken çıkış voltajı 30.219 VDC. Çıkışta hiç akım çekmezsek çıkış voltajı 30.22 VDC. Maksimum şebeke voltajı olan 35.2 VAC de çıkış boşta iken çıkış voltajı 30.22 VDC. Minimum şebeke voltajı olan 28.8 VAC de çıkış boşta iken çıkış voltajı 30.22 VDC.

Yani simulasyon ortamında hem şebeke hem yük regülasyonu çok iyi gibi duruyor, hatta fazla iyi Bu rakamlara göre hem şebeke hem de yük regülasyonu %0.016 mertebesinde. Gerçek devrede ısınmaya bağlı olarak komponentlerin çalışma noktaları değişecek. Ayrıca yarıiletkenlerdeki non lineer etkilerin de olumsuz etkileri olacak. O yüzden gerçek devre ile bu testleri yapınca bu kadar iyi bir sonuç çıkmayabilir.

 

[Gokrtl]

Ben o zaman çizim yaparken hem tek diyot olacakmış gibi, hemde çift diyot olacak şekilde pad koyayım abi. Duruma göre oynama şansımız olsun.
Yalnız kafama birşey takıldı. Tek diyot orjinal devrede katot çizgisi yukarı bakarken çift diyot seri bağladığımızda katot çizgileri aşağı bakıyor. Sanki ters bağlamışız gibi. Bu bağladığımız çiftli diyot zener değil sanırım. Ters yönde zener gibi akım geçirmediği için, akım geçecek şekilde bağlamak gerekiyor.
Yazarken aydınlandım yine

Başka bir şey sorayım madem. Daha önce konuşmuştuk sanki ama bulamadım yerini. Neden UA741CN kullanmıyorduk?

 

[Endorfin35+]

Mutlaka bakiyorsunuzdur ancak bu yuksek voltaja dayanan opamplarin cikis akimi transistor grubunu surmeye yetecek mi?

 

[taydin]

Mutlaka bakiyorsunuzdur ancak bu yuksek voltaja dayanan opamplarin cikis akimi transistor grubunu surmeye yetecek mi?

OPA551, 200 mA verebiliyor. Mevcut devredeki darlington yapıyı geç, 2N3055'i doğrudan bile sürebilir

 

[taydin]

Başka bir şey sorayım madem. Daha önce konuşmuştuk sanki ama bulamadım yerini. Neden UA741CN kullanmıyorduk?

Şebeke toleranslarını da gözönünde bulundurduğumuzde 44 V besleme voltajı aşılıyor o yüzden 741 dayanamaz.

 

[Gokrtl]

Şebeke toleranslarını da gözönünde bulundurduğumuzde 44 V besleme voltajı aşılıyor o yüzden 741 dayanamaz.

Anladım.
Bir tanecik daha sorayım.
2 tane diyot kullanmak yerine çok övdüğümüz tl431 kullanıp direnç ile voltajını belirlesek daha sağlıklı olmaz mı? Tl431 1.2v' a inebiliyor mu?
Bazı yerlerde 2.5v to 37v yazmışlar ama datasheet de sadece Vref, e göre belirlenir yazıyor. Herhangi bir alt limit göremedim.

 

[taydin]

Anladım.
Bir tanecik daha sorayım.
2 tane diyot kullanmak yerine çok övdüğümüz tl431 kullanıp direnç ile voltajını belirlesek daha sağlıklı olmaz mı? Tl431 1.2v' a inebiliyor mu?
Bazı yerlerde 2.5v to 37v yazmışlar ama datasheet de sadece Vref, e göre belirlenir yazıyor. Herhangi bir alt limit göremedim.

Amaç minimal değişiklik ile devreyi adam etmek Eğer TL431 kullanmak istiyorsan senin sıfırdan çizeceğin devrede kullanabilirsin.

 

[taydin]

Şimdi ikinci seçenek olan opamp'leri düşük voltaj ile çalıştırmayı değerlendirelim. Aşağıda opamp'leri doğrultucu çıkışı yerine 34 V luk bir sabit voltaj ile besliyorum. Yani her üç opamp'in de +Vcc si 34 V. Diyeceksiniz ki neden 34 V? Neden daha düşük olamiyor? Bu devrenin çalışma prensibinden kaynaklanan birşey. Bu tip seri pass transistörlü regülatörlerde, pass transistörü bir "ortak emiter" yükselteci olarak çalışıyor. Bu tip yükselteçlerde çıkış voltajı, giriş voltajına neredeyse eşittir, tek fark beyz'de düşen 0.7 V luk forward voltajdır. Burada pass transistörü darlington bir yapı olduğu için iki tane forward voltaj yani 1.4 V düşecek.

Eğer çıkıştan 30 V almak istiyorsak, baz'a en az 31.4 V vermemiz gerekiyor. Bir de opamp'ler rail to rail değil, verdikleri çıkış +Vcc de biraz düşük olacak. O yüzden daha da yükseltmemiz gerekiyor. İşte 34 V seçimi buradan geliyor ve bunun altına pek inme şansımız yok.

Bu şekilde deneyince gene devre çalışıyor ve en olumsuz senaryoda opamp'lerin gördüğü besleme voltajı 40 V oluyor. Bu durumda 44 V besleme ile çalışabilen bir opamp kullanılabilir, ama insanın içini rahat ettirecek bolca bir marj yok ...

 

[taydin]

Şimdi fırsat olduğunda bu iki değişikliği de deneyeceğim:

1) Üç opamp'i de OPA551 ile değiştirmek
2) Mevcut opamp'leri 34 V luk sabit bir kaynaktan beslemek.

Birinci seçenek ile devrede yapılması gereken modifikasyon yok, sadece farklı opamp takmak yeterli. Ama opamp'lerin her birisi 5 küsür dolar ... İkinci seçenekte maliyet çok düşük ama PCB üzerinde modifikasyon gerekiyor.

 

[Gokrtl]

Şimdi fırsat olduğunda bu iki değişikliği de deneyeceğim:

1) Üç opamp'i de OPA551 ile değiştirmek
2) Mevcut opamp'leri 34 V luk sabit bir kaynaktan beslemek.

Birinci seçenek ile devrede yapılması gereken modifikasyon yok, sadece farklı opamp takmak yeterli. Ama opamp'lerin her birisi 5 küsür dolar ... İkinci seçenekte maliyet çok düşük ama PCB üzerinde modifikasyon gerekiyor.

Bu ikisini uygularken 5v zener mi kullanacağız, yoksa 1.2v a tekabul eden 2 tane diyot mu abi?

 

[Sercan]

Birinci seçenek ile devrede yapılması gereken modifikasyon yok, sadece farklı opamp takmak yeterli. Ama opamp'lerin her birisi 5 küsür dolar ...

Her türlü bu devre alındığı hali ile kullanilmayacak. Yani zaten bu konuyu takip eden biri değişiklik yapmayı göze almıştır.

Güc kaynağı için bir öğrenci buna yonelirse, maliyeti arttimanin da bir anlamı yok, bunun yerine PBC üzerinde değişiklik yapmak daha geniş bir küme oluşturur.

50 TL PCB + 10 dolar + kutu ve trafo vs derken, aynı fiyata Korad gibi lineer güç kaynağı alınabilir. Bunun öğrencilere hitap etmesi için denenebilir olması şart.

 

[yesilu]

başka devrelerde opampların beslenmesi için 12v luk ayrı sargısı olan trafolar kullanıldığını görmüstüm. bu opampları küçük bir extra trafoyla besleyebilir miyiz

 

[Endorfin35+]

@Sercan a katılıyorum. 5 dolar çok fazla. basit çözümler bulunmalı...

 

[taydin]

başka devrelerde opampların beslenmesi için 12v luk ayrı sargısı olan trafolar kullanıldığını görmüstüm. bu opampları küçük bir extra trafoyla besleyebilir miyiz

Bağımsız sargıdan beslesen de şaselerin ortak olması lazım ve şaseye göre de en az 34 V gerekecek. Bir kazanç sağlamaz yani.

 

[taydin]

Evet 5 dolar mantıklı değil hiç. Devre zaten banggood'da üç dolara satılıyor. Ama tüm seçenekleri görmek ve öğrenmek adına gene de denemek mantıklı.

 

[taydin]

Bu ikisini uygularken 5v zener mi kullanacağız, yoksa 1.2v a tekabul eden 2 tane diyot mu abi?

34 V elde etmek için 7824 ve 10 V luk bir zener yeterli.

 

[taydin]

Ben o zaman çizim yaparken hem tek diyot olacakmış gibi, hemde çift diyot olacak şekilde pad koyayım abi. Duruma göre oynama şansımız olsun.
Yalnız kafama birşey takıldı. Tek diyot orjinal devrede katot çizgisi yukarı bakarken çift diyot seri bağladığımızda katot çizgileri aşağı bakıyor. Sanki ters bağlamışız gibi. Bu bağladığımız çiftli diyot zener değil sanırım. Ters yönde zener gibi akım geçirmediği için, akım geçecek şekilde bağlamak gerekiyor.
Yazarken aydınlandım yine

İki diyot olması gerekiyor Gökhan. Tek diyot koyarsak opamp voltajı yeterince düşemiyor ve güç kaynağı çıkış voltajı 500 mV altına inemiyor. Çok düşük voltajlı zenerler de var ama bunların randımanı çok kötü o yüzden forward yönde diyot daha mantıklı.