Regulyarlı Elektrik Təchizatı: Şema və Növləri

Electrical4u

Alan: Əsas Elektrik

China

Nədir Qaydalarla İdarə Olunan Elektrik Mənbəsi?

Qaydalarla idarə olunan elektrik mənbəsi (regulated power supply) qaydasız AC (Alternating Current) daimi DC (Direct Current)-ə çevirir. Qaydalarla idarə olunan elektrik mənbəsi, girdi dəyişsə də çıxışın sabit qalmasını təmin edir.

Qaydalarla idarə olunan DC elektrik mənbəsi, xətti elektrik mənbəsi kimi də tanınıb, bir neçə bloktan ibarətdir.

Qaydalarla idarə olunan elektrik mənbəsi, AC girdini qəbul edib, daimi DC çıxış verir. Aşağıdaki şəkil tipik qaydalarla idarə olunan DC elektrik mənbəsinin blok şemasını göstərir.

Qaydalarla idarə olunan DC elektrik mənbəsinin əsas binalar blokları aşağıdakı kimi dir:

Saxma transformator
Rectifier
DC filtri
Regulator

(Qeyd: Bizim rəqəmsal elektronika sualları bu mövzularla bağlı bir çox elektrik suallarına malikdir)

Qaydalarla İdarə Olunan Elektrik Mənbəsinin İşləməsi

Saxma Transformator

Saxma transformator (step down transformer) AC şəbəkədən alacaq voltajı tələb olunan səviyyəyə endirir. Transformatorun sarmlar nisbəti, tələb olunan voltaj qiymətinin alınması üçün tənzimlənir. Transformatorun çıxışı rectifier cihazına girdi kimi verilir.

Rectification

Rectifier, diodlardan ibarət elektronik cihazdır. Rectification, alternativ voltaj və ya akımı müvafiq daimi (DC) miqdarına çevirmə prosesidir. Rectifierin girdisi AC, çıxışı isə unidirectional pulsating DC-dir.

Müsbət yarı-davamlı rectifier istifadə edilə bilərsə də, onun enerji zərürəti tam davamlı rectifierinə nisbətən çoxdur. Bu səbəbdən, tam davamlı rectifier və ya köprü rectifier istifadə olunur. Aşağıdaki şəkil tam davamlı köprü rectifieri göstərir.

Köprü rectifier, yuxarıda göstərilən kimi bağlanan dörd p-n keçid diodundan ibarətdir. Elektrik transformatorunun ikinci sarmında yaratılan voltaj VMN müsbətdirsə, E nöqtəsi F nöqtəsinə nisbətən müsbət olur. Buna görə, D3 və D2 diodları invers biasdadır, D1 və D4 diodları isə direkt biasdadır. D3 və D2 diodları açıq kənar kimi işləyir (praktiki olaraq, bir az voltaj düşüşü var), D1 və D4 diodları isə kapalı kənar kimi işləyir və əmələ salır. Bu səbəbdən, rectifierin çıxışında ilk şəkillərdə göstərilən rectified dalğalı form yaranır. İkinci sarmada yaratılan voltaj VMN mənfi olduqda, D3 və D2 diodları direkt biasdadır, digərləri isə invers biasdadır və filtrin girdisində müsbət voltaj yaranır.

DC Filtration

Rectifierdən gələn daimi pulsating voltaj, yüksək ripple ikihəddi ilə birlikdə gəlir. Amma bu, arzulanan deyil, arzulanandırsa, saf ripple-siz daimi dalğalı form olsun. Buna görə, filter istifadə olunur. Farklı növ filterlər, məsələn, kondensator filter, LC filter, Choke input filter, π növü filter istifadə olunur. Aşağıdaki şəkil rectifierin çıxışına bağlanan kondensator filteri və nəticəvi çıxış dalğalı formunu göstərir.

Ani voltaj artıqda, kondensator yüklənir, dalğalı formun qrafikinin zirvəsini çatana qədər yüküldür. Ani qiymət azalanda, kondensator eksponensial olaraq yavaş-yavaş yükündən (bu halda regulatorun girdisi) boşalır. Bu səbəbdən, az ripple içərisində nəzəri sabit daimi qiymət əldə edilir.

Regulation

Bu, qaydalarla idarə olunan DC elektrik mənbəsinin son blohudur. Girdidən (AC şəbəkəsindən) və ya yük akımında dəyişikliklər olsa da, çıxış voltajı və ya akımı dəyişə bilər. Bu problemdən qurtulmaq üçün regulator istifadə olunur. Regulator, girdi və ya başqa dəyişikliklər olsa da, çıxışın sabit qalmasını təmin edir. Tranzistor seriyası regulator, sabit və dəyişən IC regulatorlar və ya zener diod (zener bölgəsində işləyir) istifadə oluna bilər. 78XX və 79XX (məsələn, IC 7805) kimi IC-lər, çıxışda sabit voltaj qiymətləri əldə etmək üçün istifadə olunur.

LM 317 və 723 kimi IC-lərlə, çıxış voltajını tələb olunan sabit qiymətə ayarlamaq mümkündür. Aşağıdaki şəkil LM317 voltage regulatorunu göstərir. Çıxış voltajını R1 və R2 direksiyalarının dəyərlərinin tənzimlənməsi ilə ayarlamaq mümkündür. Adətən, giriş və çıxışda 0.01µF-dən 10µF-a qədər olan coupling kondensatorları qoşulmalıdır, bu da giriş səslərini və çıxış transienstlərini həll edir. İdeal olaraq, çıxış voltajı aşağıdakı kimi təyin edilir: