LM723 Entegreli 12 V / 25 A Güç Kaynağı
Araç ses sistemlerini veya sabit konumda çalışan benzer cihazları beslemek için 12–14,5 V aralığında ayarlanabilen, yüksek akım sağlayan kararlı bir güç kaynağına ihtiyaç duyulur. Bu devre, 20 A seviyesine kadar yük akımı sağlamak amacıyla tasarlanmıştır.
Şebekeden gelen 220 V AC gerilim, F1 adlı 5 A sigorta üzerinden T1 güç transformatörünün primer sargısına uygulanır. Transformatörün sekonder çıkışı 20 V ve 25 A olarak belirtilmiştir. Gerekli güçte bir transformatör, uygun bir güç transformatöründen yararlanılarak da hazırlanabilir.
Doğrultucu ve Filtre Devresi
Transformatörün 20 V AC sekonder gerilimi VD1 doğrultucu köprüsüne uygulanır. Devrede, maksimum 35 A doğru akım kapasitesine sahip hazır bir köprü doğrultucu kullanılır.
Doğrultulan gerilim, 22.000 µF kapasiteli C1 kondansatörüyle filtrelenir. Bu kapasitede kondansatör bulunamazsa, daha küçük kapasiteli birkaç kondansatör paralel bağlanabilir. Toplam kapasitenin en az 20.000 µF olması önerilir.
C1 kondansatöründeki yüksüz DC gerilim yaklaşık 26 V olarak belirtilmiştir.
Gerilim Regülatörü
Gerilim regülatörü, A1 olarak gösterilen LM723 entegresi ve VT1–VT5 çıkış transistörlerinden oluşur. VT2–VT5 transistörleri paralel bağlanarak yük akımını karşılar.
R5–R8 dirençleri, paralel bağlı güç transistörlerinden geçen akımı dengelemek için kullanılır. Transistörlerin akım kazançları farklı olabileceğinden, aynı koşullarda farklı miktarlarda iletime geçmeleri mümkündür. Emiter devrelerine bağlanan dirençler, akım paylaşımının dengelenmesine yardımcı olur.
LM723, çıkış gerilimi ayarlanabilen ve aşırı yük koruması içeren monolitik bir entegredir. Çıkış gerilimi, R2 ve R4 dirençleriyle birlikte gerilim bölücü oluşturan R3 potansiyometresi üzerinden ayarlanır.
Entegrenin 4 numaralı bacağındaki gerilim, çıkış gerilimine bağlı olarak ayarlanır. LM723'ün 10 numaralı bacağındaki çıkış, 4 numaralı bacaktaki gerilimi sabit tutacak şekilde kontrol edilir. Entegrenin kendi çıkış akımı sınırlı olduğundan, yüksek yük akımını sağlamak için VT1–VT5 transistörlerinden oluşan bir akım yükseltici kat kullanılır.
Aşırı Akım Koruması
Aşırı akım koruması, yüke seri bağlanan düşük değerli dirençler üzerindeki gerilimin ölçülmesiyle çalışır. Akım algılama girişleri, LM723 entegresinin 2 ve 3 numaralı bacaklarıdır. Bu girişler, yüke seri bağlı R9–R12 direnç grubuna bağlanır.
Ohm kanununa göre, dirençlerden geçen akım arttıkça bu dirençlerin üzerindeki gerilim de yükselir.
2 ve 3 numaralı bacaklar arasındaki gerilim yaklaşık 0,6 V'un altında kaldığı sürece korumanın devreye girmediği belirtilmiştir. Akım 23–24 A seviyesine yaklaştığında gerilim yaklaşık 0,6 V'a ulaşır ve koruma devresi çalışarak LM723'ün 10 numaralı bacağındaki çıkışı sıfıra düşürür. Böylece yükün beslemesi kesilir.
Maksimum çıkış akımı, R9–R12 direnç grubunun eşdeğer direnci değiştirilerek farklı bir değere ayarlanabilir. Bu devrede 23 A civarında bir akım sınırı için toplam direncin yaklaşık 0,025 Ω olması gerektiği belirtilmiştir.
Maksimum çıkış akımını ayarlanabilir hâle getirmek için düşük değerli direnç grubuna paralel olarak 10–100 Ω aralığında bir potansiyometre bağlanabileceği de ifade edilmiştir. Ancak bu değişiklikte direnç değerleri ve ayar aralığı yeniden hesaplanmalıdır.
Çıkış Gerilimi Kararlılığı
Devrenin çıkış geriliminin yük altında kararlı kaldığı belirtilmiştir. Örneğin, 13 V çıkış geriliminde ve 22 A yük akımında gerilim düşümünün yalnızca 40–60 mV civarında olduğu ifade edilmektedir.
LED Göstergeleri
- HL1: Güç kaynağının şebekeye bağlı olduğunu gösterir.
- HL2: Çıkışta gerilim bulunduğunu ve güç kaynağının normal çalıştığını gösterir.
HL1 yanarken HL2 yanmıyorsa kısa devre, aşırı yük veya doğrultucu çıkışındaki F2 sigortasının atması söz konusu olabilir.
Soğutma
VT2–VT5 güç transistörleri, yüksek akım altında önemli miktarda ısı üretir. Bu nedenle yeterli büyüklükte soğutucular kullanılmalıdır. Fanla desteklenen alüminyum soğutucu uygun bir seçenektir.
Arızalı bir AT veya ATX bilgisayar güç kaynağından alınan soğutucu ve fan kullanılabilir. Fan motoru, devrede belirtilen C4 kondansatörüne paralel bağlanabilir.
Malzemeler ve Bileşenlerle İlgili Notlar
- T1 transformatörü: Gerekli özellikleri açıklamanın başında belirtilmiştir.
- C1: 22.000 µF kapasiteli, uygun gerilim değerine sahip bir kondansatör kullanılmalıdır. Birden fazla küçük kondansatör paralel bağlanabilir.
- VD1 doğrultucu köprüsü: 30 A veya daha yüksek akım kapasitesine sahip uygun bir köprü doğrultucuyla değiştirilebilir. Aynı akım sınıfına uygun diyotlarla da oluşturulabilir.
- Güç transistörleri: Metinde 1N3055 olarak yazılan transistör kodu muhtemelen 2N3055'i ifade etmektedir. Değişim yapılmadan önce devre şeması ve transistör özellikleri kontrol edilmelidir. Paralel kullanılacak transistörlerin mümkün olduğunca yakın akım kazançlarına (hFE/h21e) sahip olması tercih edilir.
- LED'ler: Uygun özelliklere sahip standart LED'ler kullanılabilir. AL307 de örnek olarak verilmiştir. Parlaklık yetersizse R1 ve R13 direnç değerlerinin değiştirilmesi önerilmiştir.
- R5–R12: Metinde 0,1 Ω değerinde, tel sarımlı dirençler olarak belirtilmiştir.
- Akım göstergesi: R9–R12 direnç grubuna paralel bir milivoltmetre bağlanarak, uygun şekilde ölçeklendirilmiş bir akım göstergesi oluşturulabilir.
Güvenlik notu: Bu devre şebeke gerilimiyle çalışır ve yüksek akım sağlayabilir. Ayrıca transformatör, doğrultucu, sigortalar, güç transistörleri ve akım paylaşım dirençleri devrenin gerçek yüküne göre seçilmelidir. Devreyi kurmadan önce şemadaki bağlantılar ve belirtilen bileşen değerleri doğrulanmalıdır.