Güç kaynağı tasarlayalım

[taydin]

Termal koruma ile kastım çıkışın kesilmesi ve sıcaklık düşmeden de açılmaması. Hatta güç kaynağını kapatıp açarsan dahi açılmamalı. Hatta bunu yedekli yapmakta bile fayda var. İki termistör, herhangi birisi aşırı ısı bildirirse çıkış kesilmeli. Yoksa çok değerli bir 5 V devre bağlamışsın ve 5 A çekiyorsun, pass transistörler aşırı ısıdan dolayı kısa devre oluyor ve senin değerli 5 V devreye 45 V gidiyor!

Tam anlamadım arkasına derken negatif gerilim çıkışına bir zener mi koy diyorsun?

Ürettiğin negatif voltajı da bir transistör/zener regülatöre verebilirsin. Böylece hem pozitif hem negatif besleme regüle edilmiş olur.

 

[Ahmet]

Abi fan akımı termistör üstünden geçecek bu doğru bir kullanım mı?

 

[serkan_48]

Abi fan akımı termistör üstünden geçecek bu doğru bir kullanım mı?

Mekanik termostat o NO kontak. Isınınca kapatıyor kendini.

 

[Endorfin35+]

Böyle bir koruma kolay aslında şu an fanı çalıştıran bir termistör var. Daha yüksek değerde ikinci bir termistör ile çıkış kesilebilir. Zaten soğumadan termistör devreyi çalıştırmaz.

 

[taydin]

Profesyonel laboratuvar güç kaynaklarında bunun ötesinde bir de OVP (over voltage protection) ve OCP (over current protection) var. Tamamen bağımsız bir devre çıkış voltajının veya akımının ayarlanan bir değeri aşmamasını sağlıyor.

Devrede birkaç şey dikkatimi çekti, iki farklı direnç sembolu var, aradaki fark nedir?

Bir de transistörlü regülatör ile iki zeneri seri kullanıp 12 V a çok yakın bir değer elde etmeye çalışmışsın. Seri iki zenerde zener kırılma noktası yayvanlaşır, regülasyon kötüleşir. Tam olarak 12 V a iktiyacın yok orada aslında öyle değil mi? Opamp çalışma sınırları içinde olması yeterli.

 

[Endorfin35+]

Çizgililer dirençler metal film olacak. Şönt direnci ise esnek tutmaya çalıştım. 3 adet 0.1R taş direnç de olabilir. paralel dirençlerde olabilir. veya gerçek şönt kullanılabilir. Sadece şönt değerinin 20-40mR aralığında olmasını hedefledim. Buda 11V ' a varan opamp çıkış gerilimi oluşturdu. yani opamp beslemesi 12v altına inmediği sürece sorun yok görünüyor. testler sırasında opampın gndsini negatif voltaj yerine normal gnd ile de denedim çıkış kalitesi aynı oldu (cv modda) Bu nedenle negatif hatta bir zener regülasyonu gerekli değil gibi deliyor. Zaten orada aslında -12V a yakın bir değer oluşuyor ama negatif gerilim ledi bu değeri 9V gibi seviyelere düşürerek bir nevi regülasyon yapıyor.

iki adet seri zener konusunda haklısın şu an elimde 10 ve 3 zener var. yoksa tek 13v zener de var. Hatta zener değeri tek 15V de olabilir. Esneklik sağlasın diye öyle yaptım. Birine takarız birine köprü atarız. Transistörü darlington seçtiğim için 1.4V aşağısı olacaktır. Esas aklıma takılan konu bu 12V un durumu 7812 nin çıkışından daha mı kötü olur. Benim nihai çıkışıma gürültü olarak etkisi olur mu bunu yarın deneyeceğim.

Birde önceki mesajlarından birinde çıkışı direnç sürüyor demişsin. Bu yanlış çıkışı Pnp transistör sürüyor. Onuda opamp çıkışındaki npn sürüyor. Buradaki R16 ve R17 dirençleri çıkışa duyarlı bir gerilim bölücü oluşturarak opamp çıkışının yaklaşık 0-10V arasında çalışmasını sağılıyor. Gerilim bölücü kullanmazsam devre yine çalışsada opamp çıkışı çok dar bir aralıkta çalışıyor.

Sense uçlarında 100r yerine 10R koydum. jumperlarıda kaldırdım. Simulasyonda baktığımda harici bağlantı yoksa kart üzerinden bağlantı var ise bağlantı üzerinden referans alıyor yani tam istediğimiz gibi.


Dördüncü opampa bir görev bulamadım ver onu körlemeye karar verdim.

@taydin aslında sendeki devrenin CC ve CV modda ripple değerlerini ölçersen kıyaslama açısından bana büyük faydan olur.

 

[taydin]

Tamam uygun zamanda ölçümleri yaparım.

Şase tarafına konan sense direnci bana mantık yapmadı. voltaj regülasyon opamp'inin şasesinin, ana şase olması lazım. Ama senin devrede opamp 10 Ω direnç ile ana şaseye bağlanıyor.

 

[Endorfin35+]

Tamam uygun zamanda ölçümleri yaparım.

Şase tarafına konan sense direnci bana mantık yapmadı. voltaj regülasyon opamp'inin şasesinin, ana şase olması lazım. Ama senin devrede opamp 10 Ω direnç ile ana şaseye bağlanıyor.

Bu simulasyonu kurcala istersen. TL431 de aslında bir regülatör olduğu için onun üzerinden gittim. Anahtarlar ile feedback ve şase bağlantılarını değiştir. çıkış voltajı (10.2) ile yük voltajı (8,4) değişimine bak. Anahtarları aynı anda kapanıyormuş gibi düşünmek lazım. 1 R dirençler ise hattaki gerilim düşümü için.

 

[Endorfin35+]

Günün gelişmeleri;

Zener + transistör ile gerilim düşürdüm. 500ma ile 3-5 dk içinde 90 derece sıcaklık görünce bu yöntemden vazgeçtim.

Çift trafo kullanmaya karar verdim. Elimde 2x9 küçük trafo vardı. Bununla simetrik besleme yaparak opampları çalıştırdım. Çıkış gürültüsü önceki denememe göre daha kötü oldu. Önceden boşta hiç gürültü yokken şu anda hem boşta hemde yükte 3-5 mv pp oluştu.

Opampın referansını pil ile verdim çıkış gürültüsü yine devam etti. Çıkıştan transistörleri ayırdım. Yine gürültü devam etti. Sonuçta gürültünün kaynağının opampın beslemesi olduğuna karar verdim. 2x9 beslemeyi regüle etmeden deneme yaptım. Şimdi regüle ederek deneme yapmaya karar verdim. 7812 ve 7912 kullanabilirim. Yani bir şekilde opampı mümkün olduğu kadar temiz besleyeceğim.

Başka bir konu ise bugun çıkışı 0v a düşüremedim. Devreyi söküp tekrar kurmuştum. Sorunu araştırınca opampın çıkışılarında 1-2mv offset olduğunu gördüm. Opampı takipci moduna alarak girişine 0v verdim. Tüm kanalları ayrı ayrı test ettiğimde her kanalın ayrı bir telden çaldığını gördüm. Offset devresi ekleyerek sorunu çözdüm.

Fan vs 12v olduğu için opamp beslemesini +/-12 olarak kurmayı düşünüyorum. Trafo alacağım 7812 için 12v trafomu yoksa 15v trafomu mantıklı olur?

 

[Endorfin35+]

7812 Ripple Ölçüm Notları :

Köprü diyot çıkışında 3300uF + 100nF kondansatör var.

Ölçüm 1 :
Ripple : <1mV (pp)
Yük : Yok. (voltmetre ölçümü etkilemiyor)
Ölçülen DC Voltaj değeri : 18V

Ölçüm 2 :
Ripple : 1.15V
Yük : 500mA
Ölçülen DC Voltaj değeri : 16V

Ölçüm 3 :
DC bara üzerine 7812 bağlandı. 7812 nin çıkışında 220uF + 100nF Kapasite var.
Bara Yükü : Yok (7812 akımı var)
Çıkış Yükü : Yok
Bara Ripple : 20mV
Bara Voltaj : 17.7V
Çıkış Ripple : 1mV
Çıkış Voltaj : 11.9V


Ölçüm 4 :
Bara Yükü : Yok
Çıkış Yükü : 400mA
Bara Ripple : 1V
Bara Voltaj : 16.1V
Çıkış Ripple : 1mV
Çıkış Voltaj : 11.82V


Ölçüm 5 :
Bara Yükü : 500ma
Çıkış Yükü : yok
Bara Ripple : 1.14V
Bara Voltaj : 16.1V
Çıkış Ripple : 1.5mV
Çıkış Voltaj : 11.88V

Ölçüm 5 :
Bara Yükü : 1.7A
Çıkış Yükü : yok
Bara Ripple : 3.16V
Bara Voltaj : 13.5V
Çıkış Ripple : 75mV
Çıkış Voltaj : 11.81V
Boştaki/Yükteki Trafo Voltajı : 14V/12.9V

Yorum : 7812 sağlıklı çalışabilmek için en az 14V gerilime ihtyaç duyuyor. Ölçüm 5 sırasında giriş gerilimi 14V altına düştü ve ripple değeri yükseldi. Ripple yükselme nedeninin gerilim düşmesi mi yoksa bara üzerindeki yüksek dalgalanma mı olduğunu anlamak için AC voltajını yükselterek tekrar deneyelim.



Ölçüm 6 :
Bara Yükü : 1.7A
Çıkış Yükü : yok
Bara Ripple : 5.6V
Bara Voltaj Boşta : 29.5V
Bara Voltaj Yükte : 23V
Çıkış Ripple : 20mV
Çıkış Voltaj : 11.87V
Boştaki/Yükteki Trafo Voltajı : 22.9V/21.2V


Ölçüm 7 :
Bara Yükü : 600mA
Çıkış Yükü : yok
Bara Ripple : 1.6V
Bara Voltaj Boşta : 29.5V
Bara Voltaj Yükte : 27.3V
Çıkış Ripple : 3mV
Çıkış Voltaj : 11.87V

Ölçüm 8 :
Ölçüm 7 Koşullarında 7812 den 1A yük akımı çekilirse;
Bara Yükü : 600mA
Çıkış Yükü : 1A
Bara Ripple : 3.7V
Çıkış Ripple : 20mV
Çıkış Voltaj : 11.5V

Ölçüm 9 : Bara Yükü : Yok Çıkış Yükü : 400mA Bara Ripple : 1V Bara Voltaj : 28.2V Çıkış Ripple : 4mV Çıkış Voltaj : 11.82V

Ölçüm 4 : Bara Yükü : Yok Çıkış Yükü : 400mA Bara Ripple : 1V Bara Voltaj : 16.1V Çıkış Ripple : 1mV Çıkış Voltaj : 11.82V

Çıkarımlar :
Temiz düşük ripple voltajına sahip bir çıkış alınmak isteniyor ise bara üzerindeki kapasite ne kadar büyük o kadar iyi. Bara üzerinden akım çekilmediği zaman ripple değeri 1mv altında kalıyor. Bunun sebepi kapasitörün tepe noktasına kadar şarjlı kalması. Akım çektiğimiz zaman ripple başlıyor ve ne kadar fazla akım çekiyor isek ripple o kadar büyük oluyor. 7812 limitleri dahilindeki en kötü şartlarda 20mV ripple çıktısına sahip oldu. Ölçüm 4 ile 9 arasındaki tek fark bara voltaj farklı. Dolayısı ile iki ölçüm arasında 7812 üzerinde harcanan enerji farklı oldu...

 

[Endorfin35+]

Benzer testleri TL431 ile tekrarladım.

Yukarıdaki koşullara göre

Ölçüm 4 ripple değeri : 1mv< (bara 12mv)
Ölçüm 5-1 ripple değeri :2.2mV
Ölçüm 5-2 ripple değeri : 14mV

Ölçüm 6 ripple değeri : 44mv
Ölçüm 7 ripple değeri : 2.3mv
Ölçüm 8 ripple değeri : 5mv
Ölçüm 9 ripple değeri : 1mv

 

[Endorfin35+]

Opampı ayrı bir trafo üzerinde 2x12 simetrik besledim. TL 431 de yine bu trafoya bağlı. Yüksek akım devresi ile düşük akım devresinin besleme kaynakları böylece ayrılmış oldu.

Boştaki ripple : 1mV(pp)<
1A de : 1.2mV(pp)
2A de : 2.2mV(pp)
3A de : 4mV(pp)
4A de : 8mV(pp)
5A de : 20mV(pp)

Ripple ın dalga şekli sinus gibi görünüyor. 5A de dalga şekli kırpılmış sinus şekline bürünüyor. Akımı daha da artırırsam Kare dalgaya benzemeye başlıyor. Bu durumun sebebini henüz tam bilmiyorum ama bildiğim bir şey varki deneme yaptığım trafo yüksek akıma çok uygun değil...

 

[mehmetaliözdemir]

4 amperden sonra trafo çöküyor sanki. Yine de Bu değerler geyet iyi değil mi?

 

[Endorfin35+]

4 amperden sonra trafo çöküyor sanki. Yine de Bu değerler geyet iyi değil mi?

Trafo zangırdamaya başlıyor zaten. Test için idare etsede kullanıma uygun değil.

Ripple değerleri iyi galiba. Ne olması gerektiğini bilmeden yapıyoruz bir şeyler


Yanlız breadboard kafayı yedirtiyor. Benim breadboard eski baya korozyon var galiba. bazen devre sapıtıyor. oradan buradan baya uğraştırıyor...

 

[Endorfin35+]

Negatif sense olayı düzgün çalışmadı. PoZitif tarafta feedback ucu gayet belirgin ama negatif tarafta kafam karıştı.

 

[Ahmet]

Trafo zangırdamaya başlıyor zaten. Test için idare etsede kullanıma uygun değil.

Ripple değerleri iyi galiba. Ne olması gerektiğini bilmeden yapıyoruz bir şeyler


Yanlız breadboard kafayı yedirtiyor. Benim breadboard eski baya korozyon var galiba. bazen devre sapıtıyor. oradan buradan baya uğraştırıyor...

içindeki sac kontaklar genişliyor abi.
Ben aldığım bordun altına tarih atarım 6ay olunca değişirim ne kadar kullandığımı gözetmeden

 

[Endorfin35+]

Bendeki en az 15 yaşında

 

[Endorfin35+]

@taydin sizin uğraştığınız devrede çıkışı kapatan transistör hangi koşulda işe yarıyor. 220 kesildiği zaman önce negatif taraftaki kondansatördeki enerji tükendiği için çıkışı kapatıyor şeklinde yorumluyorum. Buna neden ihtiyaç var? Blok kondanstör deşarj olurken çıkış gerilimi kontrolsüz yükseliyor mu? İhtiyacın ortaya çıktığı anı anlayıp kendi devremde test etmek istiyorum...

 

[taydin]

İlk açılış anı ve kapanış anında çıkışta ayarlanandan yüksek voltaj oluşmasını engelliyor. Negatif referans maksimum değere geldiğinde transistör kesime gidecek şekilde ayarlanmalı.

 

[Endorfin35+]

İlk açılış anı ve kapanış anında çıkışta ayarlanandan yüksek voltaj oluşmasını engelliyor. Negatif referans maksimum değere geldiğinde transistör kesime gidecek şekilde ayarlanmalı.

Ben harici 2x12 trafo ile opampları ayrı beslemeye karar verdim. Şarj pompası artık yok. Doğrudan +/-12v var. Hem cc hemde cv modunda çıkışa bir led bağlayıp fişi söktak denenelerinde led bozulmadı ama açılışta bir istikrarsızlık var. Bir gecikme devresi düşübeilirim. Esas başka bir sorunum var ve henüz çözüm bulamadım.

Şönt üzerinden opamp ile 1A için 1V olacak şekilde çıkış alıyorum. Devrenin geri kalanını düşünmeyin bu noktada sadece ölçüm yapmayı deniyorum. Multimetrenin biri ampermetre olarak yüke bağlı. Diğer multimete voltaj kademesinde opamp çıkışına bağlı. Omik yükle çıkış voltajını yükselterek değişik akımlar çektiğimde iki multimetrede de aynı değeri görüyorum. Kabul edilebilir doğrusallıkta akım okuyorum. Ancak motoru bağladığımda opamp üzerinden okuduğum akım yaklaşık iki kat yüksek oluyor. Osilaskobun bir kanalını şönt dirence diğer kanalını opamp çıkışına bağladığımda indüktif yük ile şönt üzerinde (opamp girişi) 200hz düzenli bir dalga şekli gördüm. Opamp çıkışı ise çok kötü idi. Deneme yanılma filtre kapasitörleri ekleyerek dalga şekillerini düzelttim. Ancak hala indüktüf yük ile opamp çıkışından daha yüksek okuma alıyorum. Galiba yaptığım filtreler dalgalı sinyali tepe noktasına yükseltti. Bu aşamada benim beyin yandı. Bu durumu özel bir entegre sensör almadan düzeltmek mümkün mü?