Regülatör Devreleri

2935
Regülatör Devreleri

Günümüzde enerjiyi daha verimli kullanmak için kullanılan birçok cihaz vardır. Regülatörler de bunlardan birisidir. Kelime anlamı düzenleyicidir.

Şebeke gerilimlerinde bazı zamanlarda düşme veya yükselme gibi dengesizlikler oluşur ve bu dengesizlikler verim kaybına neden olurlar. Güç kaynaklarında aranan en önemli özelliklerden birisi de giriş gerilimindeki veya çıkışa bağlı yükte meydana gelen dengesizliklerin çıkış gerilimini etkilememesidir. Güç kaynaklarının çıkış gerilimlerini sabit tutma işlemine regülasyon denir. Bu iş için kullanılan devrelere ise regülatör devreleri denir. Yani gerilim dengelemesi yaparak verimi arttırmayı sağlar. Regüle devre aynı zamanda ayarlı devre anlamına gelmektedir. Hız, basınç, gerilim, frekans, güç ve akım gibi fiziksel büyüklükleri, belli ölçüde sabit tutabilir. Regülatörler, elektrik enerjisini içerisindeki donanımsal parçalar ile düşürür veya yükseltir bu enerjiyi düşürme veya yükseltme işlemleri içerisindeki Elektronik devre ile yapılmaktadır. Gerilimin belirli sınırlar içinde kalması istenen bütün cihazlarda yaygın olarak gerilim regülatörleri kullanılır. Elektronik bir gerilim regülatörü güç kaynağı ile bu kaynak tarafından beslenecek cihazı temsil eden yük empedansı arasına bağlanır ve çıkış gerilimini belirli bir değerde tutar. Regülatör düzeni şebeke gerilimindeki veya yük empedansındaki değişmeler sebebiyle çıkış geriliminde meydana gelen dalgalanmaları, kabul edilebilir sınırlar dahilinde, otomatik olarak dengeler.

Regülatördeki elektronik regüle devre olarak şunlar kullanılır:

  • Zener diyodun regülatör olarak kullanılması
  • Seri regülatör
  • Paralel (Şönt) regülatör
  • Entegre (IC) gerilim regülatörü

Regülatör devrelerinde, zener diyot, transistör veya entegre gerilim regülatörleri kullanılır. Şimdi regüle devrelerini daha ayrıntılı olarak inceleyelim.

Zener diyot, ters polarma altında çalışan ve gerilim regülasyonunda kullanılan bir diyot çeşididir. PN birleşiminin ters polarma altındaki kırılma noktasından yararlanılarak geliştirilmiş özel diyotlardır. Zener diyotun asıl görevi uçlarına uygulanan gerilimi sabit tutmaktır.

Zener Diyotun Regülatör Olarak Kullanılması

zener diyotlu gerilim regülatörü

Zener diyotlu regülatörde (regüle devresinde), zener diyotun belirli bir ters gerilimden sonra iletime geçme özelliğinden yararlanılmaktadır. Zener diyot, yük direncine ters yönde paralel olarak bağlanmakta ve yüke gelen gerilim belirli bir değeri geçince zener diyot iletime geçerek devreden geçen akımı arttırmaktadır. Bu akım, devreye bağlanan seri dirençteki gerilim düşümünü arttırdığından yüke gelen gerilim sabit kalmaktadır. Zener diyot yapısı gereği, uçlarına uygulanan gerilim zener geriliminden fazla bile olsa zener uçlarında sabit bir gerilim meydana gelir. Yalnız zener diyotun regülasyon yapabilmesi için uçlarına zener geriliminden daha fazla gerilim uygulanması gerekir.

Seri Regüle Devresi

seri regüle devresi
seri regüle devresi

Zener diyotun tek başına kullanıldığı regüle devresinden çekilen akım sınırlıdır. Bu sebeple daha fazla akım ihtiyacı olduğunda zener diyotun bir transistorün base bacağına bağlanmasıyla çalışan seri regüle devreleri kullanılır. Bu devrelerde zener diyot, transistorün base gerilimini sabit tutarak regülasyon yapılmasını sağlar. Seri regülatör, yük akımını sabit tutmak için kullanılır. Bu tür bir uygulama bir veya iki transistörle gerçekleştirilebilmektedir. Transistör yük hattına seri bağlandığından, bu tür devreye seri regüle devresi veya seri regülatör adı verilir.

Entegre (IC) Gerilim Regülatörleri

Regüleli güç kaynaklarında, entegre regülatör elemanları da yaygın olarak kullanılmaktadır. Entegre regülatörlerinin en önemli özellikleri küçük hacimli olmaları ve değişik giriş gerilimlerinde değişik çıkış gerilimi verebilmeleridir. Entegre gerilim regülatörlerini şu üç gruba ayırmak mümkündür:

  1. Pozitif gerilim regülatörleri
  2. Negatif gerilim regülatörleri
  3. Ayarlanabilir gerilim regülatörleri

Ayarlanabilir gerilim regülatörleri

Pozitif Gerilim Regülatörü

Pozitif gerilim regülatörlerinde giriş ve çıkış gerilimleri toprağa göre pozitiftir.

pozitif gerilim regülatörleri

7805 entegresi ile yapılan +5 Voltluk regülatör görülmektedir. Bu entegrenin girişine regülesiz 9-12 Volt arasında pozitif gerilim uygulandığında, çıkışında regüleli +5 Voltluk bir gerilim elde edilecektir.

Negatif Gerilim Regülatörleri

Negatif gerilim regülatörlerinde, giriş ve çıkış gerilimleri toprağa göre negatiftir. Kaynağın ve yükün pozitif gerilim tarafları GND ye bağlanmıştır.

Negatif gerilim regülatörü

79XX serisi negatif gerilim regülatörlerine örnektir. 78XX regülatörlerinden farkı ise 1 nolu ucun toprak olmasıdır.

79XX serisi negatif gerilim regülatörü

regülatör

Örneğin; 7912 entegresi ile yapılacak -12 Voltluk Negatif Gerilim Regülatör devresi için bu entegrenin girişine regülesiz -14.4V / -35 Volt gerilim uygulandığında, çıkışında regüleli -12 Voltluk bir gerilim elde edilecektir.

Ayarlanabilir Gerilim Regülatörleri

Ayarlanabilir gerilim regülatörlerinde 3 bacaklıdır ve çıkış istenilen gerilim değerine ayarlanabilmektedir. En yaygın olanı LM317 entegresidir. Bu regülatörde toprak bağlantısı yoktur. Toprak bacağı yerine ayar bacağı vardır.

ayarlanabilir gerilim regülatörleri

Regülatör Kullanım Alanları

Şebeke enerjisinin farklı faktörlerden dolayı düşmesi yada yükselmesi elektrikle çalışan cihazlara zarar verebilir. Regülatörler şebekeden gelen dalgalı elektrik enerjisini içerisindeki donanımsal parçalar istenilen seviyeye getirir. İhtiyaca göre enerjiyi düşürür veya yükseltir. Sanayiler için üç fazlı Regülatörler, konutlar için ise tek fazlı regülatörler tercih edilmektedir. Regülatör bunun yanında elektronik olarak sağlanan koruma sayesinde ayar sahası dışındaki gerilim düşme ve yükselmelerinde, çıkış gerilimini elektromekanik olarak kesip, buna bağlı olarak oluşabilecek muhtemel hasarları önler. Her türlü bilgisayar sistemi, fax, Fotokopi,tıp ve laboratuar cihazlarında, ev ve işyeri aydınlatması, komple daire ve ofis beslemelerinde, imalathaneler ve atölyelerde emniyetle kullanılır. regülatör şebekeye seri bağlanır.Trafo ve hassas yapıdaki varyak sayesinde çıkışta gerilim regülasyonu yapmaktadır.

Voltaj regülatörü yada voltaj yükseltici olarak bilinen regülatör sistemleri;

  1. Servo regülatör
  2. Statik regülatör
  3. Mikroişlemcili (Röleli)regülatör

olarak çeşitlere ayrılmaktadır.

Servo regülatör

servo regülatör
Sürekli olarak değişen şebek gerilimini belli bir aralık ta sabit tutmaya yarayan elektrikli cihazlara servo regülatör denir. Ana parçaları transformatör (trafo), varyak (ayarlı trafo) ve varyağa bağlı servo motoru kontrol eden servo regülatör devresidir. Servo regülatör devresi cihazın çıkışını ayarlanan gerilim aralığında sabit tutmak için varyağa bağlı servo motoru sağa ya da sola döndürür. Bu sayede Servo regülatörün çıkışı şebeke gerilimi değişse bile çıkışına stabil bir voltaj verir.

Statik regülatör

statik regülatör

Şebeke ile yük arasına bağlanan Statik Voltaj Regülatörü (SVR), yükü; şebeke gerilimindeki düzensizliklerinden korur.

Sargı değiştirme prensibinde çalışan SVR, yükü kendi içindeki özel trafonun sargılarından besler. Şebeke geriliminde oluşabilecek düzensizlikleri de sargı değiştirerek yükün güvenli şekilde çalışmasını sağlar.

Mikro işlemcili regülatörler

Trifaze ve Monofaze olarak üretilen regülatör tiplerinde bulunan anlık voltaj dengelemesinin en hızlı ve en optimum seviyede tutmak için tasarlanmış elektronik işlemci tipidir. Servo regülatör mantığında üretilen aynı varyak ve trafo ile donatılmış fakat mikroişlemci kontrol özelliği ile voltaj regülasyon hızı arttırılmış sistemlerdir. Mikroişlemci aracılığıyla regülatör içerisinde bulunan oto varyak motorları şehir şebekesindeki voltaj değişimlerini daha seri şekilde algılar ve oto varyak sisteminin dönme ivmesine hız kazandırmaya çalışır.

Regülatörler CNC takım tezgahları, Isıtma, soğutma ve klima araçları, Radyo, televizyon verici istasyonları, Elektrik ve elektronik tıbbi aygıtlar, Doğrultucular (Redresörler), Elektrik motorları vb. alanlarda kullanılır.

Düşünceleriniz Nedir?

Lütfen yorumunuzu buraya yazınız.
Lütfen isminizi buraya yazını.