ANAHTARLAMALI GÜÇ KAYNAKLARI

ANAHTARLAMALI GÜÇ KAYNAKLARI (A.G.K.)

Ahmet Erhan Y ÜKSEK (*}

özet: Bu yazıda anahtarlamalı güç kaynakları incelen miş ve bu kaynaklar doğrusal kaynaklarla kıyas larım ıştır.

Elektronik devrelerin çalışması için gereken temel güç, AC giriş sinyalini DC çıkış sinyaline dönüş türen DC kaynaklardan sağlanır. Bu kaynakların popüler olmasının başlıca nedeni evlere ve en düstriye iletilen gücün AC gerilim şeklinde olmasıdır.

1960'lardan başlamak üzere DC gerilim iletiminin de bir çok yerde verimli hale gelmesine rağmen, günümüzde AC iletim, güç iletiminde en popüler türdür ve yıllarca da böyle kalması beklenmektedir. Bu durum ise güç kay naklarının önemini her geçen gün biraz daha artırmak tadır. Güç kaynaklarının gelişen önemine parelel olarak biz de bu yazıda A.G.K.'na değinecek ve onları doğrusal kaynaklarla kıyaslayarak bir değerlendirme yapmaya çalışacağız.

Elektronikte modern cihazların geliştirilmesi, güç kay naklarında da eski teknolojinin (Doğrusal Güç Kaynakları D.G.K.) yerini yeni teknolojinin almasını (A.G.K.) gerek tirmektedir. Sayısal sistemlerin minyatürleşme ve daha büyük akım daha az güç kaybı ihtiyacı karşısında önü müzdeki yıllarda A.G.K'nm doğrusal tiplerin yerini ala

cağının söylenmesi bir kehanet olmasa gerektir. Şimdi bu iki tür kaynağa bakalım:

Doğrusal güç kaynağında (Şekil:1) AC hat gerilimi bir trafo aracılığıyla düşürülür. Düşükgerilim almaşık akımı ("AC" current) istenen çıkış geriliminden yaklaşık 5 Volt daha fazla regülesiz bir doğru akım (DC) gerilimi sağla mak amacıyla doğrultulur. Artan ("extra") gerilim değiş ken bir güç harcayıcı ("dissipating") elemana düşürülür ("series pass element"). Güç harcayıcı eleman gerçekte doğrusal bölgede çalışan bir veya daha fazla sayıda güç transistörlerinden oluşur. Transistörlerin doğrusal bölgede çalışması bu tip kaynaklara "doğrusal çıkış kaynağı" adı verilmesinin nedenidir. Takip eden kontrol devresi ise çıkış gerilimini sürekli izler ve tran sistörleri istenen seviyenin sürdürülmesi için ayarlar.

Anahtarlamalı Güç Kaynağı (Şekil:2) ise AC hat gerilimi ni, enerjiyi bir yüksek gerilim sığacında (Capacitor) depo lamak suretiyle direkt olarak doğrultur. Yüksek DC geri lim ise bir trafoyla yüksek frekansta (> 20 KHz) anahtarlanır ve daha sonra istenen, regüle edilmiş DC gerilimini sağlamak amacıyla süzülür. Daha sonraki'aşa mada bir kontrol devresi çıkış gerilimini sezer ve tran

RC HBT

I Düşük Gerilim

T

Düşük Gerilim DC T Güç riarcayıcı ElemanT"

o •+• Regüleli DC o—

Şekil 1. Temel D.K.D. Bölümleri

flc nnr

rYüksek

Gerilim O C T

KONTROL

Güç Transistörleri

20KH2 Trafo

^L

IRegüleli [DC o

(') TCDD Elektronik Araştırma Merkezi Elk. Elektro. Mühendisi

Şekil 2. Temel AGK Bölümleri

380 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

sistörlerin çalışma frekansını ("duiy cycle") ayarlayarak regülasyonu sağlar. Çalışma frekansı, anahtarların çıkış sığacını yüklemek amacı ile kapalı olduğu zaman aralı ğıdır. Bu yükleme işleminin darbeler halinde olması ve herhangi bir gerilim değişiminin düzeltilmesinde yine çeşitli darbelere gereksinim duyulması nedeniyle, regü lasyon doğrusal kaynaklardaki kadar mükemmel değil dir. DC DC çeviriminde kullanılan anahtarlar gerçekte anah tarlama modunda çahşan güç transistörleridir. Transıs

Anabtartamalı Güç Kaynakları

s

Doğrusal Güç Kaynakları

ÎSÖ

»it

İM»

Güç Kaynakları İçin Toplam A B D Pazan

1*0

törlerin anahtarlama modunda ya kesim, ya da doyumda olması yalnızca anahtarlama kaybı ve ileri kayıpların gündeme gelmesine neden olmaktadır. Bu durum A.G.K.'larda verimin, doğrusal kaynaklarla kıyaslandı ğında oldukça yüksek olmasının nedenini açıklamak tadır. A.G.K'lardaki anahtarlamalar ise elektriksel gürül tüye yol açablir ve bu gürültünün diğer bölümlere de yayılma olasılığı özel önlemlerin alınması zorunluluğunu ortaya koyar. A.G.K.'ların başlıca uygulama alanlarına bir göz atarsak şunları görebiliriz:

Demiryolu için güç kaynakları, Televizyon, güç yükselteçleri, video kaydedicileri, ölçüm cihazları, 1000 VVat'tan büyük güce gereksinim duyan film ve diyapozitif projektörleri, Elektronik muhasebe makinaları, hesap makinaları, daktilolar, fotokopi makinaları, Gerilim ve akım dengeleyici aletleri (end. ve laboratu varlar için), Florosan lambalar için güç kaynağı clarak, LV halojen lambalar için güç kaynağı olarak, Yüksek frekans ve ses frekansı üreteçleri, Teleks makinaları, Motor kontrolleri, ayar elemanları, pil yükleyicileri vb. İncelememizin sonunda (geldiğimiz bu noktada) A.G.K.'ların, D.G.K.'lara olan avantajlarını topluca görmek ve bir fikir vermesi açısından A.B.D. pazarında her iki tipin 1960'dan 1990'a kadar gelişimini görmek amacı, ile bir liste ve bir grafik (Şekil:3) sunuyoruz. A.G.K.'ların D.G.K.'lara avantajları:

Çok yüksek verim: >%80 Ağırlık ve hacim kazançları:>%60 İyi regülasyon dinamiği, % 1 2'den düşük değişikliklere karşı iyi gerilim dengele mesi, Güç kaynağının filtre ihtiyacı (L,C) f>20 Khz için duyulmayan asilasyonlar Mükemmel fiyat/performans oranı.

KAYNAKLAR (1) Suıitch Mode Poıver Supplies Application Note Siemens (2) D.J. Blattener, Potcer Supply Choice Loonu Large in Sophisticated Detigru, Electronic Engineering, Octo ber 14,pp 107 119 (3) Poıver Supplies, Electronic Enginerring, January 86, pp 78 39.

VEDAT AY DIN ÖLDÜRÜLDÜ

HEP İL BAŞKANI VEDAT AYDIN'IN KARANLIK GÜÇLERCE KATLEDİLMESİNİN ARDINDAN DİYARBAKIR'DA YAŞANAN OLAYLARIN CAN ALMASI VE İNSANLA RIMIZIN CAN GÜVENLİKLERİNİ TEHDİDE YÖNELMESİ SON DERECE ENDİŞE VERİCİDİR. YURDUN NERESİNDE OLURSA OLSUN İNSANLARIMIZIN CAN GÜVENLİĞİNİ; İNSAN HAKLARINA, DEMOKRATİK HAK VE ÖZGÜRLÜKLERE SAYGI TEMELİN DE SAĞLAMAK, DEVLETİN EN TEMEL GÖREVLERİNDENDİR. BU NEDENLE, DEVLETİN İNSANLARIMIZA KARŞI SEVECEN OLMASI, SERİN KANLILIKLA HAREKET EDİLMESİ, YATIŞTIRICI OLUNMASI ÇOK BÜYÜK ÖNEM TAŞIYOR. TMMOB, DEMOKRASİYİ YEŞERTECEK ORTAMA ZARAR VERECEK, İNSAN HAKLARI İHLALLERİNE NEDEN OLACAK HER TÜRLÜ GİRİŞİMDEN KAÇINIL MASINI ISRARLA TALEP ETMEKTEDİR.

136 380 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ