0 - 30V, 5A Demonte Güç Kaynağı Tasarımı

[taydin]

@taydin, siparis modifiye yapıyormusun?

Yok abi, beleş yapıyorum

 

[taydin]

Devredeki akım eşik komparatörünü ve referans voltaj üretecini çıkardım. Böylece devreyi daha basit seviyede analiz edebileceğiz. Bu şekilde de voltaj regülasyonu ve ayarı çalışıyor.

 

[taydin]

Bu devre, standart bir geri beslemeli voltaj regülatörü. Burada D10 ve Q1 dışında diğer komponentlerin tümünün ne işe yaradığını anlayabiliyorum. D10 ve Q1 için ise devrenin normal çalışma modunda hiçbir katkısı olmuyor gibi duruyor. Hatta bunları sökünce devrenin çalışmasında hiçbir değişiklik de olmuyor.

Aklıma gelen tek olası sebep şu: Eğer bu güç kaynağı OFF durumunda iken, çıkışa kendi voltaj kaynağı olan bir cihaz bağlanırsa, devrenin zarar görmesini engellemek. Mesela diyelim güç kaynağı OFF ve çıkışa da 12 V luk bir kaynak bağladık. Bu durumda D10 üzerinden Q1 transistörü ON olacak ve Q2/Q4 pass transistörlerinin bazını şaseye çekerek bunları da OFF yapacak ve böylece arızalanmalarının önüne geçecek.

 

[Gokrtl]

Bu devre, standart bir geri beslemeli voltaj regülatörü. Burada D10 ve Q1 dışında diğer komponentlerin tümünün ne işe yaradığını anlayabiliyorum. D10 ve Q1 için ise devrenin normal çalışma modunda hiçbir katkısı olmuyor gibi duruyor. Hatta bunları sökünce devrenin çalışmasında hiçbir değişiklik de olmuyor.

Aklıma gelen tek olası sebep şu: Eğer bu güç kaynağı OFF durumunda iken, çıkışa kendi voltaj kaynağı olan bir cihaz bağlanırsa, devrenin zarar görmesini engellemek. Mesela diyelim güç kaynağı OFF ve çıkışa da 12 V luk bir kaynak bağladık. Bu durumda D10 üzerinden Q1 transistörü ON olacak ve Q2/Q4 pass transistörlerinin bazını şaseye çekerek bunları da OFF yapacak ve böylece arızalanmalarının önüne geçecek.

Mesela 12v'un altına düşmemiş bir aküyü şarj etmek istersek ve cihazı çalıştırmadan önce aküyü bağlamaya kalkarsak cihaz zarar görecek. Doğru mu anladım?

Ben şahsen bir cihazı bağlamadan önce güç kaynağını açar, voltajını ayarlarım ve ondan sonra bağlarım. Çünkü en son kaç voltta ayarlı ilken kapattığımı genelde hatırlamam.

 

[taydin]

Şimdi devredeki komponentlerin üzerinden gidelim. Girişte D1-D4 köprü doğrultucusu ile doğrultulan 32 Vrms değerindeki AC voltaj, C1 filtre kondansatörü ile süzüldükten sonra, belli bir ripple'a sahip bir DC voltaj haline geliyor:

Buradaki R1'in amacı, güç kaynağı OFF yapılırsa, filtre kondansatörü üzerinde biriken şarjın kısa sürede boşaltılmasını sağlamak.

U2 ise burada bir fark yükselteci olarak çalışıyor. Girişlerinden birisinde ayarlanabilen bir referans voltajı var (bu ayar, çıkış voltaj değerini belirliyor), diğer girişte ise güç kaynağının çıkış voltajı var. Çıkış voltajı, fark yükseltecinin eviren girişine bağlı, o yüzden bu yükselteç her zaman kendi girişindeki fark voltajını sıfır yapmaya çalışacak. Eğer çıkış voltajı yükselirse, fark yükselteç pass transistörünü daha az sürecek ve çıkış voltajı düşecek. Eğer çıkış voltajı düşerse, fark yükselteç pass transistörünü daha fazla sürecek ve çıkış voltajı yükselecek.

Devre C6 ve C9 un amacı, yüksek frekanslı parazitlerin ve gürültülerin osilasyona sebebiyet vermesini engellemek.

C4 ve R9 ise bir low pass filtre oluşturuyor ve referans voltajının olası parazitlerini azaltıyor.

R12 ve R11, fark yükseltecinin kazancını ayarlıyor. Bu kazanç, statik regülasyon performansı için çok önemli değil. Ama yükün ani olarak devreye girdiği veya devreden çıktığı durumlardaki performansını (dinamik performans) belirler. Düşük kazanç daha stabil bir çalışma sağlarken dinamik performans kötü olur. Yüksek kazanç dinamik performansı iyileştirir ama ani yük değişimlerinde osilasyonları beraberinde getirir.

V2 burada fark yükseltecin besleme voltajı. Fark yükselteci doğrultucu çıkışına bağlayamıyoruz çünkü voltaj çok yüksek, opamp limitlerini aşıyor.

C5 ve C7 de osilasyonları baskılama ve dinamik performansı iyileştirme amaçlı konulmuş olan bypass kondansatörleri.

D11 in amacı, eğer endüktif bir yük besliyorsak, güç kaynağı çıkışı OFF yapıldığında yük üzerinde biriken enerjinin boşaltılmasını sağlamak, yani bir clamping diyodu.

Q2 nin amacı da, pass transistörünün oldukça yüksek olabilecek olan baz akımını üzerine almak. O transistör konmasa, OPAMP tek başına pass transistörünü yeterince süremez.

Regülasyon sonucunda çıkışta oluşan sabit voltaj:

 

[taydin]

Devredeki Switch1 ise, akım sınırlama modunu temsil ediyor. U3 akım eşik komparatörü, akımın belli bir eşiği geçtiğini algılarsa, buradaki Switch1 in konum değiştirmesine eşdeğer bir sonuç oluşturuyor ve çıkış voltaj düşüyor. Ama burada denge noktası nasıl oluşuyor orasını daha tam anlayamadım. Bunu daha ayrıntılı incelememiz lazım.

 

[taydin]

Mesela 12v'un altına düşmemiş bir aküyü şarj etmek istersek ve cihazı çalıştırmadan önce aküyü bağlamaya kalkarsak cihaz zarar görecek. Doğru mu anladım?

Ben şahsen bir cihazı bağlamadan önce güç kaynağını açar, voltajını ayarlarım ve ondan sonra bağlarım. Çünkü en son kaç voltta ayarlı ilken kapattığımı genelde hatırlamam.

Evet bu olası senaryolardan birisi. Sen dikkatli davransan bile, elektrik kesilirse ne olacak? Güç kaynağı OFF olacak ve çıkışa da 14.4 V bağlı olacak.

 

[Gokrtl]

Evet bu olası senaryolardan birisi. Sen dikkatli davransan bile, elektrik kesilirse ne olacak? Güç kaynağı OFF olacak ve çıkışa da 14.4 V bağlı olacak.

Evet o zaman sökmeyelim abi.

 

[Endorfin35+]

Yok abi, beleş yapıyorum

O zaman ben 0-5v kontrol istiyorum

 

[Gokrtl]

Son hali ekte. Voltaj regülasyonu ve ayarı çalışıyor. Akım limitlemeyi test etmedim daha.

Abi R11'i 36k yaptım demiştin. Burada 18k görünüyor. Birde 7824'ü göremedim.

 

[taydin]

Abi R11'i 36k yaptım demiştin. Burada 18k görünüyor. Birde 7824'ü göremedim.

O değişiklik orijinal devre için. Yeni devrede opamp beslemeleri değişiyor, negatif referans voltajı değişiyor, o yüzden o direncin değeri de değişecek.

 

[Gokrtl]

O değişiklik orijinal devre için. Yeni devrede opamp beslemeleri değişiyor, negatif referans voltajı değişiyor, o yüzden o direncin değeri de değişecek.

Tamam abi gözüm kulağım sende. Beklemedeyim.

 

[Baran EKREM]

Bu forumun güç elektroniğine olan merakı gerçekten beni mutlu ediyor

Bir gün merak ettiğiniz bir konuda 1-2 saat sohbet/eğitim modunda bir şey isterseniz benden elimden geldiğince yardımcı olmaya çalışırım arkadaşlar bilginiz olsun

Abi sevdin dimi burayı ? "Falanca" yerden kaçanlar kendini burada buluyor. Konuyu biliyorsun

 

[Endorfin35+]

Falanca yer neresi. Pi******.com mu?

 

[Sercan]

@FxDev bu söylediğin içten ve samimi hissettiriyor. Buna binaen bir tavsiyem var. Birebir zoom teması daha dar bir gruba erişir. Aslında mümkünse bazı projelerini açık kaynaklı ve onları etraflıca izah edecek şekilde paylaşabilirsen çok daha fazla kişiye hitap eder. Bilginin sadakasıdır bu ve bence daha verimli olur...

 

[Gokrtl]

TL431, ACS712 30A kadar akım ölçer sensör ve 25V a kadar voltaj ölçer sensör aldım.
Voltaj ölçer sensörün üzerinde 7.5k ve 30k direnç var. Zannediyorum direnç değerleri ile oynayarak 25v üzerine çıkartırım.

 

[Gokrtl]

Kademeli trafoyu triyak ile ayarladığımız voltaja atlaması konusunda, mantığını anlamak için araştırma yaptım ama pek birşey bulamadım. Şema filan hiç yok. Yada ben doğru kelimeler kullanmadım. Bunun mantığını anlamak için bildiğiniz bir şema var mı?

 

[ismaily]

Çıkış voltajı izlenecek.
Regülasyon için gerekli minimum gerilim hesaplanacak.
Min. gerilime uygun en düşük voltaj kademesi seçilecek.

Hardware olarak ta her kademe için sıfır geçişli opto kullanılacak.
Kademe değiştirirken o an aktif triyak sürücüsü pasif, yeni kademe aktif yapılacak.
MOC sürücüler sıfır geçişli olması ve gerilimin sıfır olduğu noktada kademe geçişi yapmak önemli.

Endüktif etkiden dolayı triyakların garantili açılıp, kapandığının test edilmesi de gerekir diye düşünüyorum.
Bu tip bir sıkıntı olursa köprü diyotlarda çoklanabilir.

Şema olarak herhangi bir triyaklı anahtar şeması çoğaltılıp kullanılabilir.

 

[taydin]

Devre şu şekilde. Buradaki opto triac bende var, bir ara denemem lazım.

Bu sadece sargıları devreye sokan kısım. Bir de kademe seçimini yapacak devre olacak. Bu kademe seçici devrenin (ve röleli yapılsa da durum aynı) en kritik özelliği, voltaj kademe seçiminde bir histerezis olması, örneğin 5 V veya biraz daha az. Eğer bu histerezis konmazsa ve ayarlanan voltaj da tam sınır değerde ise, kademe sürekli ve hızlı bir şekilde değişir ve çıkış voltajında kademe değişiminden kaynaklanan ani değişimleri olur.

 

[Gokrtl]

Devre şu şekilde. Buradaki opto triac bende var, bir ara denemem lazım.

8336 eklentisine bak

Bu devrenin (ve röleli yapılsa da durum aynı) en kritik özelliği, voltaj kademe seçiminde bir histerezis olması, örneğin 5 V veya biraz daha az. Eğer bu histerezis konmazsa ve ayarlanan voltaj da tam sınır değerde ise, kademe sürekli ve hızlı bir şekilde değişir ve çıkış voltajında kademe değişiminden kaynaklanan ani değişimleri olur.

Her bir faz için bundan bir tane mi yapacağız abi?