Basit testler için çok fazla özelliği olmayan bir güç kaynağı ihtiyacım bulunuyordu. Elimde bulunan LM317 ve diğer malzemeler ile basit, kullanışlı ve bir o kadar da sağlam bir güç kaynağı projesi ortaya çıkmış oldu.
LM317 basit ve güvenilir yapısı nedeni ile uzun yıllardır bir çok ticari ve amatör projede kullanılmaktadır. Hatta ayarlı voltaj regülatör entegresi denince akla ilk gelen ürünün LM317 olduğunu söyleyebiliriz. Değişik kılıf yapılarında üretimi olmasına rağmen en çok TO-220 kılıf yapısı ile karşımıza çıkar. En fazla 40V giriş gerilimine sahip olmakla beraber 1.5A e kadar çıkış verebilir.
Gerçekleştirdiğim projede 30V çıkış seviyesine ulaşmak istiyordum. Bu nedenle lm317 nin giriş seviyesi 30V üzerinde olmak zorundaydı. 30Vac trafo kullanıldığı durumda giriş voltajı lm317 nin limitlerini (30 x 1x41 ≌ 42V) aşıyor. Bu nedenle 24Vac trafo kullanarak doğrultucu çıkışında 33V elde ettim. Bu değer ile güç kaynağı çıkışında 24V üzerinde düzgün regülasyon sağlanamaz ancak yine de 30V çıkış seviyesine ulaşılabilir. Ayrıca 24Vac seçimi şebeke toleransı yönünden de oldukça uygundur.
Kullanılacak trafonun gücü ise arzu edilen çıkış gücünden yüksek olmalıdır. Örneğin 20V/5A sürekli çıkış akımı isteniyor ise 100VA üzeri bir trafo kullanılmalıdır. Doğru büyüklükte güçte trafo seçimi yapılmaz ise istenen çıkış gücü elde edilemez ve trafo zarar görebilir.
Ben elimde atıl bulunan trafoya göre projemi şekillendirdim. Trafomun yaklaşım 80VA gücünde olduğu (Bknz. Trafo Gücü Tespiti) tespit ettim. Bu durumda yaklaşık 30V/3A çıkış alabilecektim. Yine elimde hazır bulunan 6A lik bir köprü diyot ve 3300uf/50V bir kapasitör ile doğrultucu kısmını tamamladım. Geriye kalan diğer bir konu ise çıkıştan 3A akım alabilmekti. Lm317 tek başına bu değeri sağlayamadığı için çıkış akımını bir güç transistörü ile kuvvetlendirmem gerekiyordu. Bu konuda iki farklı yöntem var. Birinci yöntemde Lm317 nin çıkışına Npn bir transistör eklenerek akım kazancı yoluna gidiliyor. Bu yöntemi çok uygun bulmuyorum. Lm317 nin adj ucu transistörün base ucundan referans almasından dolayı çıkış regülasyonu transistörün Base-Emiter gerilim düşümü kadar hatalı oluyor. Diğer yöntem ise Lm317 nin giriş trafına Pnp bir transistör bağlamak. Bu yöntem regülasyon başarısı yönünden daha iyi. MJ2955 ile yaptığım denemelerde istediğim çıkış akımına ulaşamadım. Kısa devre testlerinde de iki defa transistör yakınca bu yöntemden de vazgeçtim. Bu aşamada nasıl ilerlemem konusunda bir kararsızlık yaşadım. Transistör yerine yine elimde atıl bulunan mosfetleri kullanma fikri projeye yeni bir boyut kazandırdı. Transistör yerine mosfet kullanarak yaptığım denemeler çok başarılı oldu. Sağlamlık konusunda şöyle bir düşüncem var; devre bozulacak ise test aşamasında bozulmalı. Ürün haline geldikten sonra üstelik tamda bir işe yararken asla bozulmamalı... Bu düşünceme istinaden defalarca devreye işkence ettim ve bozmayı başaramadım.
 |
| Simulasyon için buraya tıklayınız. |
Mosfet seçimi konusunda herhangi bir P kanal güç mofeti kullanmak iş görecektir. Mosfet üzerindeki güç dağılımı optimize etmek ve istenilen çıkış akımını almak için birden çok mosfet paralel bağlanabilir. Projemde 3A için ısı dağılımını hesapladığımda 3 adet paralel mosfet kullanmaya karar verdim. Yine elimde hazır bulunduğu için kullandığım mosfetlerin model numarası ise IRF9530N dir.
3A üzerinde sigortanın atmasını bekliyordum ama gerçekte 5-6A seviyesinde sigorta atıyor. Sigortanın atma süresi birkaç saniye sürüyor. Sigorta attıktan sonra üzerindeki butona basarak tekrar aktif olması için ise 5-10 saniye gerekiyor. Bu çalışma şartlarına rağmen bu ürünü kullandığım için memnunum. Kullandığım mosfetli yapı bu olumsuzluklar ile rahatlıkla başa çıkabiliyor.
Sistemi soğutma amacı ile 80mm bir fan kullandım. Fanın yüksek sıcaklıkta devreye girmesi için NO kontak yapısına sahip 50°C bir termostat kullandım. İlave bir tedbir olarak ise 90°C NC bir termostatı da sisteme seri bağladım. Soğtucu 50°C ulaştığında fan devreye giriyor. Eğer soğutucu 90°C ye ulaşır ise termostat sistemi kapatıyor. Denemeler sırasında fan devrede olduğu sürece sistemin 90°C ye ulaşamadığını gördüm. Fan çalışmaz ise çıkış koşullarına bağlı olarak sıcaklık 90°C ye ulaşabiliyor.
Sistem aşırı akımdan veya aşırı sıcaklıktan korumaya geçtiğinde ne olduğunu gözlemleyebilmek adına ön panele iki adet led yerleştirdim. Koruma durumunda ilgili led yandığı için ne olduğunu anlayabiliyorum. Led lerin bağlantısı yukarıdaki gibidir. Bileşenlerin neredeyse tamamı soğutucu ve ön panel üzerinde olduğu için ayrıca bir pcb tasarlamaya gerek duymadım. Uzay montaj tekniğini kullandım.
