Güncel olmayan bir tarayıcı kullanıyorsunuz. Bunu veya diğer web sitelerini doğru şekilde görüntülemeyebilir. Yeni sürüme geçmeli veya bir alternatif kullanmalısınız. tarayıcı.
LM723 ile 0-50V 3A Ayarlı ve Akım Korumalı Laboratuvar Güç Kaynağı Projesi
LM723 ile 0-50V 3A Ayarlı ve Akım Korumalı Laboratuvar Güç Kaynağı Projesi
Bu proje, çıkış voltajı 0V ile 50V arasında hassas bir şekilde ayarlanabilen ve 3 Amper seviyesinde aşırı akım korumasına (kısa devre koruması) sahip bir ayarlı güç kaynağı (regülatör) devresidir. Akım sınırı aşıldığı anda koruma devresi çıkışı anında keser. Gelişmiş voltaj regülasyon yapısı sayesinde oldukça yüksek bir performans sunar; bu yönüyle her türlü elektronik deney ve test çalışması için mükemmel bir laboratuvar güç kaynağı alternatifidir.
Aşırı Akım Koruması: Devrenin hasar görmesini ve bağlı yüklerin zarar görmesini engelleyen akım koruma sistemi mevcuttur.
Ayarlanabilir Voltaj: 0 - 50 VDC arası (AC Giriş noktasından uygulanan besleme voltajına bağlı olarak değişir).
Maksimum Akım: Sürekli modda maksimum 3A çıkış akımı.
Devrenin Çalışma Prensibi
Transformatörden gelen AC voltaj, D1-D4 köprü diyotları üzerinden geçerek doğrultulur ve DC voltaja çevrilir. Yüksek kapasiteli C1 elektrolitik kondatörü, bu voltajın dalgacıklarını (ripple) süzerek pürüzsüz bir DC elde edilmesini sağlar. Filtre edilen bu voltaj R1 ve R2 dirençleri üzerinden geçerek TR5 güç transistörüne aktarılır. Devrenin kalbinde yer alan IC1 (LM723) entegresi, çıkış noktasındaki (OUT) voltajı kontrol eder. Kullanıcı, VR1 potansiyometresini çevirerek çıkış voltajını 0 ile 50 Volt arasında hassas bir şekilde ayarlayabilir.
PCB Tasarımı ve Montaj Notları
Bu proje çok sayıda komponent barındırdığından, montaj sırasında dikkatli ve acele etmeden çalışılması önerilir. Baskı devre tasarımı Sprint Layout yazılımı kullanılarak hazırlanmıştır.
Transistör Soğutucu (Heatsink) Montajı: Projede güç transistörü olarak 2SC5200 kullanılmıştır. Bu transistör yük altına girdiğinde ciddi şekilde ısınacaktır. Bu nedenle mutlaka büyük boy bir alüminyum soğutucuya monte edilmelidir. Montaj esnasında kısa devreleri önlemek için transistör ile soğutucu arasında mutlaka mika izolatör kullanılmalı, montaj vidaları ve somunlar yalıtkan yüksüklerle desteklenerek sıkıca sabitlenmelidir.
Gerekli Malzeme Listesi
1. Yarı İletkenler (Semikonduktörler) ve Entegreler
Komponent Kodu
Malzeme Tanımı / Özelliği
Adet
IC1
LM723 Yüksek Hassasiyetli Voltaj Regülatör Entegresi
1 adet
TR1
BF423 PNP Transistör
1 adet
TR2, TR3
BF422 NPN Transistör
2 adet
TR4
BD140 PNP Transistör (Sürücü)
1 adet
TR5
2SC5200 NPN Yüksek Güç Transistörü
1 adet
ZD1
36V 0.5W Zener Diyot
1 adet
D1 - D4
1N5401 3A 100V Doğrultucu Diyot
4 adet
LED1, LED2
3mm Standart LED (İstenilen renklerde)
2 adet
2. Dirençler ve Potansiyometreler
Komponent Kodu
Direnç Değeri
Güç / Tip
Adet
R1, R2
0.1 Ohm
2W Taş veya Güç Direnci
2 adet
R3
56 Ohm
0.5W
1 adet
R4, R10
100K Ohm
0.25W Çeyrek Watt
2 adet
R5, R8, R20
10K Ohm
0.25W Çeyrek Watt
3 adet
R6, R22, R23
1K Ohm
0.25W Çeyrek Watt
3 adet
R7
15K Ohm
0.25W Çeyrek Watt
1 adet
R9
2.7K Ohm
0.25W Çeyrek Watt
1 adet
R11, R12
5.6K Ohm
0.5W Yarım Watt
2 adet
R13, R17
8.2K Ohm
0.5W Yarım Watt
2 adet
R14, R15, R16
10K Ohm
0.5W Yarım Watt
3 adet
R19
330 Ohm
0.25W veya 0.5W
1 adet
VR1
10K Ohm
Lineer Potansiyometre (Voltaj Ayarı)
1 adet
3. Kondansatörler (Kapasitörler)
Komponent Kodu
Kapasite Değeri
Voltaj Değeri
Türü / Tipi
Adet
C6
470pF
50V
Seramik Kondansatör
1 adet
C2, C7
0.1uF (100nF)
100V
Mylar / Polyester Kondansatör
2 adet
C1
2200uF
63V
Elektrolitik Kondansatör (Ana Filtre)
1 adet
C3
47uF
50V
Elektrolitik Kondansatör
1 adet
C4, C5
10uF
50V
Elektrolitik Kondansatör
2 adet
C8
100uF
63V
Elektrolitik Kondansatör
1 adet
4. Diğer Mekanik ve Bağlantı Elemanları
Komponent Kodu
Malzeme Adı / Açıklama
Adet
SW1
Push-Button (Normalde Açık / Yaylı Reset Butonu)
1 adet
-
Baskı Devre Kartı (PCB), Montaj Kabloları
Gerektiği kadar
-
Alüminyum Soğutucu (Büyük Boy), Mika İzolatör seti
LM723N ile Ayarlanabilir Laboratuvar Güç Kaynağı Şema Analizi
Bu devre, doğrusal (lineer) regülasyon mantığıyla çalışan, çıkış voltajı hassas bir şekilde ayarlanabilen ve aşırı akım sınırlandırmasına sahip profesyonel bir güç kaynağı tasarımıdır. Devrenin kararlı çalışması, dahili referans voltaj kaynağı barındıran LM723N entegresi ile sağlanmaktadır.
1. Giriş ve Doğrultma Katı (AC to DC)
X1-1 ve X1-2 (Source AC): Transformatörden gelen maksimum 28V AC gerilimin uygulandığı giriş terminalleridir.
C2 ve C3 (1nF): AC giriş hattındaki yüksek frekanslı parazitleri ve şebeke gürültülerini filtrelemek için şaseye (0V) bağlanmıştır.
PD1 (Köprü Diyot): Alternatif akımı (AC), yönü sabit olan doğrusal akıma (DC) çevirir.
C1 (2200µF): Köprü diyottan çıkan dalgalı (ripple barındıran) DC gerilimi süzerek düz, kararlı bir DC gerilim elde edilmesini sağlayan ana filtre kondansatörüdür.
2. Kontrol ve Referans Katı (LM723N)
Besleme (Pin 11 & 12): Entegrenin çalışması için gerekli olan pozitif besleme gerilimi, doğrultulmuş ana hattan doğrudan V+ (12) ve VC (11) bacaklarına gelir. Entegrenin negatif beslemesi V- (7) ise doğrudan şaseye (0V) bağlıdır.
Hassas Referans Gerilimi (Pin 6 - REF): LM723 kendi içerisinde çok kararlı bir $7.15V$ referans voltajı üretir ve bunu 6 numaralı bacaktan dışarı verir.
Gerilim Bölücü (R1 ve R2): REF bacağından çıkan voltaj, R1 (1k) ve R2 (330 Ohm) dirençleri üzerinden bölünerek entegrenin pozitif karşılaştırıcı girişi olan +IN (Pin 5) bacağına uygulanır. C4 (10µF) ise bu referans girişinin gürültüsüz ve stabil kalmasını sağlar.
Frekans Kompanzasyonu (Pin 13 - CMP): Entegrenin kendi içinde salınım (osilasyon) yapmasını engellemek ve çıkışı stabilize etmek için C5 (1.5nF) kondansatörü CMP bacağı ile -IN (4) arasına yerleştirilmiştir.
3. Güç ve Akım Sürücü Katı (Darlington Yapısı)
LM723'ün dahili çıkış akımı (Pin 10 - OUT) yüksek akımları doğrudan sürmeye yetmez. Bu yüzden devrede akım kazancını artırmak için Darlington bağlantısı kullanılmıştır:
T1 (BD437) & T2 (2N3055): Entegrenin 10 numaralı (OUT) bacağı, sürücü transistör olan T1 (BD437)'i sürer. T1 ise ana güç transistörü olan T2 (2N3055)'yi tetikler. Böylece çıkıştan yüksek amperajda akım çekilebilir.
C8 (47nF) ve C7 (1nF): Güç transistörlerinin ani yük değişimlerinde kararsızlığa düşmesini ve osilasyona girmesini engeller.
R3 ve R4 (100k): Transistörlerin kesime daha rahat gitmesini sağlayan ve kaçak akımları sönümleyen pasif dirençlerdir.
4. Voltaj Ayarı ve Geri Besleme (Feedback)
P1 (4.7k Potansiyometre): Devrenin çıkış voltajını ayarlayan ana elemandır. Çıkış voltajı, R7 (2.2 Ohm), P1 ve R8 (270 Ohm) elemanlarından oluşan bir gerilim bölücü ağ üzerinden geçerek entegrenin negatif karşılaştırıcı girişi olan -IN (Pin 4) bacağına geri besleme (feedback) olarak gönderilir.
LM723, +IN (5) ve -IN (4) bacaklarındaki voltajı her zaman eşit tutmaya çalışır. Siz P1 potunu çevirdikçe bu denge değişir ve entegre çıkış voltajını (X2-1 terminalini) ayarladığınız değere eşitler.
5. Akım Sınırlama ve Koruma Katı (Current Limiting)
R5 (0.33 Ohm / Güç Direnci): Bu direnç ana akım yoluna seri bağlı bir "şönt" direncidir. Devreden çekilen tüm akım bu direnç üzerinden geçer ve üzerinde akımla doğru orantılı olarak bir gerilim düşümü (U = I \times R) oluşur.
P2 (470 Ohm Potansiyometre) & R6 (470 Ohm): R5 üzerinde düşen gerilim, P2 potu üzerinden ayarlanarak LM723 entegresinin akım sınırlandırma bacakları olan CL (Pin 2 - Current Limit) ve CS (Pin 3 - Current Sense) bacaklarına iletilir.
Çalışma Mantığı: Çekilen akım, P2 ile belirlenen sınırı (yaklaşık 3A) aştığında, CL ve CS bacakları arasındaki gerilim farkı 0.6V-0.7V seviyesine ulaşır. Bu durumda entegre içindeki koruma transistörü iletime geçer ve OUT (10) bacağındaki voltajı kısarak çıkış akımını güvenli sınırda kilitler (akımı keser/sınırlar).
6. Çıkış Katı
D1 (1N5400): Ters polarite koruma diyotudur. Çıkış terminallerine (X2-1 ve X2-2) ters bir gerilim (örneğin dolu bir batarya) yanlışlıkla ters bağlandığında devrenin hasar görmesini engeller.
X2-1 (+) ve X2-2 (0V): Devrenin temiz, regüleli ve akım korumalı DC çıkış terminalleridir.
LM723N ile 2-30V / 0-2A Ayarlanabilir Güç Kaynağı Projesi (Versiyon 1.0)
Kaliteli, basit ama yüksek performanslı bir ayarlı güç kaynağı yapmak istendiğinde, LM723 entegresi hâlâ en iyi seçeneklerden biridir. Bu voltaj regülatör entegresi, sahip olduğu üstün teknik özellikler sayesinde 20 yılı aşkın süredir elektronik dünyasında bir referans (klasik) olarak kabul edilmektedir.
Hem sabit gerilim (CV) hem de sabit akım (CC) modunda çalışabilen bu stabilize güç kaynağı, kısa devrelere karşı tam korumaya sahiptir. Devre, soğutucu blok üzerine monte edilmiş 2N3055 ballast transistörü sayesinde kararlı bir şekilde 2 Amper çıkış akımı sağlayabilmektedir.
Devrenin Çalışma Mantığı ve Analizi
Regülasyon Sistemi: Devrenin regülasyon yapısı klasik ve güvenilirdir. Çıkış voltajının belirli bir kısmı P1 potansiyometresi üzerinden alınarak entegrenin eviren girişine (-IN>, Pin 4) uygulanır. Entegre, bu geri beslemeyi referans voltajı ile karşılaştırarak çıkışı sürekli dengede tutar.
Güç Katı (Ballast): Entegrenin çıkışı, akım kazancını artırmak için Darlington mimarisiyle bağlanmış olan T1 (BD437) ve T2 (2N3055) transistör bloklarının baz (base) ucunu sürer.
Akım Sınırlandırma (Koruma): Devre, P2 potansiyometresi yardımıyla 0 ile 2A arasında hassas bir şekilde ayarlanabilen bir akım sınırlama sistemine sahiptir.
Voltaj Sınırları: Devrenin alabileceği minimum voltaj değeri R1 ve R2 dirençlerinden oluşan gerilim bölücü tarafından belirlenir. Voltajın maksimum yükselme sınırı (excursion) ise R8 direnci ile ayarlanır. Maksimum akım sınırı ise R6 direnci tarafından belirlenmektedir.
Önemli Uygulama ve Montaj Notları
Transformatör Seçimi: Bu devrenin tam performansla çalışabilmesi için sekonder çıkışı 28 Volt AC ve en az 3 Amper gücünde olan bir transformatör (trafo) kullanılmalıdır.
X3 Güç Transistörü Bağlantısı: PCB üzerindeki X3 konnektörü, harici soğutucuya monte edilecek olan 2N3055 (T2)güç transistörünün bağlantı noktasıdır.
Soldaki pin: Kollektör (C)
Ortadaki pin: Baz (B)
Sağdaki pin: Emetör (E)
Entegre Montajı: LM723N entegresinin zarar görmemesi ve kolay değiştirilebilmesi için PCB üzerinde 14 pinli DIP entegre soketi kullanılması önerilir.
Malzeme Listesi (Komponent Kataloğu)
1. Dirençler ve Potansiyometreler
R1: 1kΩ (Kahverengi, Siyah, Kırmızı, Altın)
R2: 330Ω (Turuncu, Turuncu, Kahverengi, Altın)
R3, R4: 100kΩ (Kahverengi, Siyah, Sarı, Altın)
R5: 0.33Ω 2W Güç Direnci (Turuncu, Turuncu, Gümüş, Altın)
