Doğrultma Devrelerinde Kullanılan Negatif ve Pozitif Entegre (IC) Gerilim Regülatörleri

Regüleli güç kaynaklarında, entegre regülatör elemanları da yaygın olarak kullanılmaktadır. 78 ile başlayan entegreler pozitif gerilim regülatörü, 79 ile başlayan entegreler negatif gerilim regülatörüdür. 78 ve 79 dan sonraki rakamlar entegrenin regüle ettiği gerilim değerini vermektedir. (7805 +5v , 7905 -5v , 7809 +9v , 7909 -9v)

Bacak bağlantıları yukarıdaki şekle göre yapılmaktadır.

Pozitif Gerilim Regülatörlü Doğrultma Devresi

Şekilde 7805 entegresi ile yapılan +5 Voltluk regülatör görülmektedir. Bu entegrenin girişine regülesiz 6 Volt pozitif gerilim uygulandığında, çıkışında regüleli +5 voltluk bir gerilim elde edilecektir. Aynı anda bu entegrenin çıkış akımı 1 Amper olduğuna göre, çıkıştan en fazla 1 Amper akım çekilebilecektir.

Transformatörün sekonderinde 6 voltluk AC gerilim olduğu için, köprü devrenin çıkışında 6 Voltluk dalgalı DC gerilim olur. Köprü devre çıkışına paralel bağlı C1 kondansatörü, 6 Voltluk dalgalı gerilimin tepe değerine şarj olacaktır. Bu duruma göre, entegrenin girişindeki DC gerilimin değeri 6 * 1,41 = 8,46 Volt olur. Regülatör entegresi bu 8,46 Voltluk gerilimi sabit 5 Volta düşürür. 7805 entegre girişine gelen dalgalı gerilim, entegre çıkışında sabit, regüleli 5 Volt olarak alınır.

Negatif Gerilim Regülatörlü Doğrultma Devresi

Şekilde 7909 entegresi ile yapılan -9 voltluk Negatif Gerilim Regülatör devresi görülmektedir. Bu entegrenin girişine regülesiz 12 Volt pozitif gerilim uygulandığında, çıkışında regüleli -9 Voltluk bir gerilim elde edilecektir. Aynı anda bu entegrenin çıkış akımı 1 Amper olduğuna göre, çıkıştan en fazla 1 Amper akım çekilebilecektir.

Transformatörün sekonderinde 12 Voltluk AC gerilim olduğu için, köprü diyot çıkışında 12 Voltluk dalgalı DC gerilim olur. Köprü devre çıkışına paralel bağlı C1 kondansatörü 12 Voltluk dalgalı gerilimin tepe değerine şarj olacaktır. Bu duruma göre, entegrenin girişindeki DC gerilimin değeri 12V * 1,41 = 16,92 Volt olur. Regülatör entegresi bu 16,92 Voltluk gerilimi sabit -9 Volta düşürür. 7909 entegre girişine gelen dalgalı gerilim, entegre çıkışında sabit, regüleli -9 Volt olarak alınır.

Öğretmen ve Çocuğun At Çiftliği Hayali - Siz verdiğiniz notu değiştirmeyin. Ben de hayallerimi

Çiftlikten çiftliğe, yarıştan yarışa koşarak atları terbiye etmeye çalışan gezgin bir at terbiyecisinin genç bir oğlu vardı.

Babasının işi nedeniyle çocuğun orta öğretimi kesintilere uğramıştı.

Orta ikideyken, öğretmeni büyüdüğü zaman ne olmak ve ne yapmak istediği konusunda bir kompozisyon yazmasını istedi.

Çocuk bütün gece oturup günün birinde at çiftliğine sahip olmayı hedeflediğini anlatan 7 sayfalık bir kompozisyon yazdı.

Hayalini en ince ayrıntılarıyla anlattı.

Hatta hayalindeki 200 dönümlük çiftliğin krokisini de çizdi.

Binaların, ahırların ve koşu yollarının yerlerini gösterdi.

Krokiye, 200 dönümlük arazinin üzerine oturacak 1000 metrekarelik evin ayrıntılı planını da ekledi.

Ertesi gün öğretmenine sunduğu 7 sayfalık ödev , tam kalbinin sesiydi...

İki gün sonra ödevi öğretmen geri verdi. Kağıdın üzerinde kırmızı kalemle yazılmış kocaman bir “sıfır” ve “Dersten sonra beni gör”, uyarısı vardı.

Neden sıfır aldım, diye çocuk merakla sordu öğretmenine.

Bu senin yaşında bir çocuk için gerçekçi olmayan bir hayal, paran yok. Gezginci bir aileden geliyorsun. Kaynağınız yok. At çiftliği kurmak büyük para gerektirir. Önce araziyi alman lazım. Damızlık hayvanlar da alman gerekiyor. Bunu başarman imkansız. Eğer ödevini gerçekçi hedefler belirledikten sonra yeniden yazarsan, o zaman notunu yeniden gözden geçiririm. dedi öğretmeni.

Çocuk evine döndü ve uzun uzun düşündü. Babasına danıştı.

Oğlum, dedi babası; “Bu konuda kararını kendin vermelisin. Bu senin hayatın için oldukça önemli bir seçim!”.

Çocuk bir hafta kadar düşündükten sonra ödevini hiçbir değişiklik yapmadan geri götürdü öğretmenine.

“Siz verdiğiniz notu değiştirmeyin... Ben de hayallerimi...”


(Yılmaz, Hasan. Öğretmenim,Lütfen Bu kitabı Okur musun!, Çizgi Kitabevi Yayınları, Konya, 2002.)

Zener Diyotun Regüleli Doğrultma Devrelerinde Regülatör Olarak Kullanılması

Zener Diyotun Regülatör Olarak Kullanılması

Zener diyodun 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 diyodun regülasyon yapabilmesi için uçlarına zener geriliminden daha fazla gerilim uygulanması gerekir. Devrenin çıkışından sabit kaç volt gerilim alınmak isteniyorsa ona uygun zener diyot kullanılmalıdır. Zener diyotlar fazla akıma dayanamazlar. Bu nedenle fazla akımlı doğrultma devrelerinde zener diyot, devrenin yük akımını çeken bir transistöre bağlanarak kullanılır.

Seri Regüle Devresi

Zener diyotun tek başına kullanıldığı regüle devresinden çekilen akım sınırlıdır. Bu sebeple daha fazla akım ihtiyacı olduğunda zener diyotun bir transistorün beyzine bağlanmasıyla çalışan seri regüle devreleri kullanılır. Bu devrelerde zener diyot, transistorün beyz gerilimini sabit tutarak regülasyon yapılmasını sağlar.

Doğrultma Devrelerinde Kullanılan Kondansatörlü ve Bobinli Filtre Devreleri

Doğrultma devrelerinde transformatörün çıkışına bağlanan diyotlarla iki yönlü olarak dolaşan akım tek yönlü hâle getirilir. Ancak, diyotlar akımı tam olarak doğrultamazlar. Yani elde edilen DC gerilim dalgalı (nabazanlı, salınımlı) değişken doğru akımdır. Bu da alıcıların düzgün çalışmasını engeller. Çıkışı tam doğru akım hâline getirebilmek için kondansatör ya da bobinler kullanılarak filtre (süzgeç) devreleri yapılmıştır.

Kondansatörlü Filtre Devresi

Doğrultma devresinin çıkışına paralel bağlı olan kondansatör, çıkış sinyalini filtre
ederek düzgünleştirir. Şekilde görüldüğü gibi diyottan geçen pozitif alternans
maksimum değere doğru yükselirken kondansatör şarj olur. Alternans sıfır (0) değerine doğru inerken ise kondansatör üzerindeki akımı alıcıya (RY) verir. Dolayısıyla alıcıdan geçen doğru akımın biçimi daha düzgün olur. Osiloskopla yapılacak gözlemde bu durum görülebilir. Filtre olarak kullanılan kondansatörün kapasite değeri ne kadar büyük olursa çıkıştan alınan Doğru Akım daha düzgün olur. Doğrultma devrelerinde alıcının çektiği akım göz önüne alınarak 470-38.000 μF arası kapasiteye sahip kondansatörler kullanılır.

Kondansatörler AC gerilimin maksimum değerine şarj olurlar. AC gerilimin maksimum değeri etkin (efektif) değerinden % 41 fazla olduğundan, doğrultma devresinin çıkışındaki DC, girişteki AC gerilimden yaklaşık % 41 oranında daha yüksek olur. Devrenin çıkışına yük bağlandığında gerilimdeki bu yükselme düşer. Örneğin, 12 volt
çıkış verebilen bir transformatör kullanılarak tam dalga doğrultma devresi yapılırsa, devrenin çıkışına alıcı bağlı değilken yapılan ölçümde voltmetre 16-17 voltluk bir değer gösterir; çünkü 12 voltluk AC' nin maksimum değeri Vmaks = Vetkin*1,41 = 16,92 volttur.

Bobinli Filtre Devresi

Bobinler "L" self endüktansına sahiptir. Bir bobinden akan akım, bir direnç üzerinden
akan akıma göre 90° daha gecikmelidir. Bobinlerin bu özellikleri zıt elektro motor kuvvet (E.M.K.) üretmelerindendir. Bobinden akım geçerken bu akımı azaltıcı etki yapar, devrenin kesilmesi anında düşen akıma da büyültücü etki yapar. Böylece doğrultma devresi çıkışında daha düzgün bir Doğru Akım elde edilir. Bobin doğrultma devresinin çıkışına seri bağlanır.

Pi Tipi Filtre Devresi

Yukarıda yapılan açıklamalardan da anlaşılacağı gibi, doğrultucu çıkışına bağlanan
paralel kondansatör, yük direnci uçları arasındaki DC gerilimdeki dalgalanmaları (ripple) azalmakta, çıkışa seri olarak bağlanan şok bobini ise yük direncinden akan akım dalgalanmalarını azaltmaktadır. Bu nedenle,  kondansatör ve şok bobinlerinin sayısının arttırılması oranında, çıkıştan alınan DC gerilim ve akımdaki dalgalanmalar da azalır. 

Köprü Tipi Tam Dalga Doğrultma Devresi Çalışma Prensibi ve Şeması

Köprü tipi doğrultma devresinde 4 adet doğrultma diyodu kullanılmıştır. AC'yi en iyi şekilde DC'ye dönüştüren devredir. Her türlü elektronik aygıtın besleme katında karşımıza çıkar.

Devrede görüldüğü gibi transformatörün sekonder sarımının üst ucunun (A noktası) polaritesi pozitif olduğunda D 1 ve D 3 diyotları iletime geçer. Akım, RY üzerinden dolaşır. 

Transformatörün sekonder sarımının alt ucunun (B noktası) polaritesi pozitif olduğunda ise D 2 ve D 4 diyotları iletime geçerek RY üzerinden akım dolaşır. 

Çıkıştan alınan DC gerilim, girişe uygulanan AC gerilimin 0,9’u kadardır. 

Vçıkış = 0,9*Vgiriş olur.

Devrenin çıkış akımı ise; Içıkış = 0,9*Igiriş kadardır.

İki Diyotlu Tam Dalga Doğrultma Devresi Çalışma Prensibi ve Şeması

İki diyotlu tam dalga doğrultma devresinde, sekonderi orta uçlu bir transformatör ve iki adet doğrultma diyodu kullanılır. Tam dalga doğrultucuda, AC gerilimin pozitif alternanslarında diyotlardan biri, negatif alternanslarda ise diğer diyot iletken olur.

Devrede görüldüğü gibi transformatörün üst ucunda (A noktası) pozitif polariteli sinyal oluştuğunda D1 diyodu ve alıcı (RY) üzerinden akım geçişi olur. 

Transformatörün alt ucunda (B noktası) pozitif polariteli sinyal oluştuğunda ise D2 diyodu ve alıcı (RY) üzerinden akım geçişi olur. 

Görüldüğü üzere diyotlar sayesinde alıcı üzerinden hep aynı yönlü akım geçmektedir. 

İki diyotlu doğrultma devresinin çıkışından alınan DC gerilim, uygulanan AC gerilimin etkin değerinin 0,9’u kadardır. Bunu denklem şeklinde yazacak olursak:

Vçıkış = 0,9*Vgiriş olur.

Çıkış akımının DC değeri ise, Içıkış = 0,9*Igiriş 'tir.

Burada I giriş transformatör sekonder akımının etkin değeridir. 

Orta uçlu transformatörlü tam dalga doğrultma devresinde D1 ve D2 diyotlarından geçen akımlar transformatörün orta ucundan devresini tamamlar. Devrenin yapımında kullanılan transformatörün sekonder sarımı üç uçludur. Bu sayede transformatörün çıkışında iki adet gerilim oluşmaktadır. Yani transformatörün A noktasında oluşan sinyalin polaritesi pozitif iken, B noktasında oluşan sinyalin polaritesi negatif olmaktadır. Transformatörde oluşan akımların devresini tamamladığı uç ise orta uç olmaktadır.

Yarım Dalga Doğrultma Devresi Çalışma Prensibi ve Şeması

Yarım dalga doğrultma devresinde tek doğrultma diyodu kullanılmıştır. Bir diyotlu yarım dalga doğrultma devresi, AC’ yi DC’ ye çeviren tek diyotlu bir devredir. Yarım dalga doğrultma devresinde çıkış sinyali tam düzgün olmaz.

Bilindiği üzere transformatörlerin çıkışında zamana göre yönü ve şiddeti sürekli olarak değişen dalgalı bir akım vardır. Transformatörün çıkışındaki değişken akım, pozitif ve negatif olmak üzere iki alternanstan meydana gelmiştir. Diyotlar tek yönlü olarak akım geçirdiğinden transformatörün çıkışındaki sinyalin yalnızca bir yöndeki alternansları alıcıya ulaşabilmektedir.

Sonuçta alıcıdan tek yönlü akım geçişi olur. 

Yarım dalga doğrultma devrelerinde çıkıştan, transformatörün verebileceği gerilimin yaklaşık yarısı kadar (Vçıkış = 0,45.Vgiriş) bir doğru gerilim alınır. Bu nedenle bir diyotlu yarım dalga doğrultma devreleri küçük akımlı (50-250 mA) ve fazla hassas olmayan alıcıların (oyuncak, mini radyo, zil vb.) beslenmesinde kullanılır. 

Yarım dalga doğrultma devrelerinde çıkıştan alınabilecek doğru akımın değeri ise,
Içıkış = 0,45.Igiriş olmaktadır.