ELM 232 Elektronik I - Deney 2 Zener Diyotlu Regülatör Tasarımı. Doğrultucu Regülatör Yük. R L yükü üzerinde oluşan sinyalin DC bileşeni

Transkript

1 Amaç Bu deneyin amaçları; tam doğrultucu köprünün çalışmasını izlemek, kondansatör kullanılarak elde edilen doğrultucuyu incelemek ve zenerli regülatör tasarımı yapmaktır. Deneyin Yapılışı Sırasında İhtiyaç Duyulacak Malzemeler: 1 Adet Monofaze Topraksız Fiş, 2 Metre 2x0.75mm^2 kablo (kırmızı-siyah veya beyaz-beyaz kırmızı), 4 Adet 1N4001 veya 1N4007, 1 Adet W Zener Diyot, 1 Adet 22 µf Elektrolitik Kondansatör, 1Adet 1/4W 470 Ω 1Adet 1/4W 820 Ω, 1 Adet 1/4W 8,2kΩ, 1Adet 1/4W 22 kω Direnç I. Bilgi + v s R s D z + v o R L Doğrultucu Regülatör Yük Şekil 1. Zener diyotlu regülatör devresi Yüksek akım çekilmeyen veya harmonik kirlenmenin çok önemli olmadığı uygulamalarda A- D dönüştürücü olarak zener diyotlu regülatör kullanılır. Bu regülatör doğrultucu, regülatör ve yük olmak üzere üç bölümden oluşur. f frekansındaki ve m tepe gerilimindeki bir A sinyal, tam doğrultma durumunda kondansatörden geçtikten sonra belli bir m o( dc) m 4 f RL şeklindedir. A bileşenin tepeden tepeye genliği ise m r( pp) 2 f RL R L yükü üzerinde oluşan sinyalin D bileşeni Olarak verilmiştir. Kondansatör çıkışında hem D hem de A bileşenlerine sahip olan sinyal yine belirli bir R L(min) yükü için tasarlanmış Zener regülatöründen geçirilecektir. Bu regülatörün giriş gerilimi en fazla m, en az da m r ( pp) değerine sahip olacaktır. Regülatörünün tasarımında belirlenmesi gereken, akım sınırlayıcı olarak kullanılan ve zener diyotunun yanmasını engelleyen m ( ZO RZiZ (max) ) Rs(min) iz (max) il(min) (1) (2) R s değeri (3)

2 değerinden küçük seçilirse en az yük ( i L(min) ) durumunda zener diyotunun yanmasına sebep olur. Diğer taraftan, çıkış gerilimini regüleli halde tutmak için bu direncin değeri değerinden az olmalıdır. erilen m r( pp) ( ZO RZiZ (min) ) Rs(max) iz (min) il(max) R s için regüleli çıkışın sağlanabileceği en küçük nominal yük değeri 1 m r( pp) ZO RL(min) ZO IZK Rs olur. Regüleli bir devrenin etkinliği hat, yük ve zener regülasyonu kavramlarıyla belirlenir. Bu deney devre sadece yük regülasyonu; yani değişik yük akımlarında çıkış geriliminin değişimi ölçülecektir. (4) (5) II. Ön Hazırlık Yukarıda verilen devreyi S nin A ( S =sin(ωt)) kaynak olması durumunda Workbench programı ile veya analitik olarak (Yukarıdaki formüllerden faydalanılabilir.) aşağıdaki parametreleri kullanarak s(rms) =10, ω=2л50 rad/s, Diyot = 1N4001 veya 1N4007, = 22 mikrof, Rs = 820 ohm, RL1 = 8,2 kohm, RL2 = 22 kohm, RL3 =470 ohm, Dz = 7.5 zener a-) Kondansatörsüz ve zener diyotsuz, b-)kondansatörlü, c-)kondansatörlü ve zener diyotlu durumlar için yukarrda verilen üç farklı R L direnci durumunda R L üzerindeki akım ve gerilim değişimlerini grafik olarak (osiloskop çıktısı olarak) gösteriniz ve her üç yük direnci için yük direnci üzerindeki akım ve gerilim değerlerini kaydediniz. (UYARI: Zener modeli leakage direnci 1 kohm seçilecek)

3 a) Grafik çiziniz b) Grafik çiziniz c) Grafik çiziniz

4 III. Deneyin Yapılışı 1. Gösterilen devreyi kondansatör ve zener diyot kullanmaksızın kurunuz. Devreye gerilim vermeden önce asistanı çağırınız. R L, R S ve köprü diyot yapısı üzerindeki gerilimi osiloskopla gözleyip kaydediniz. Gözlemlediğiniz şekil ön hazırlık çalışmanızda beklediğiniz gibi midir? 0 değeri nedir? 2. Söz konusu devreye önce sadece kondansatör daha sonra kondansatör ve zener diyot ekleyerek, R L, R S, D z ve köprü diyot yapısı üzerindeki gerilimi osiloskopla gözleyip kaydediniz. Gözlemlediğiniz şekil ön hazırlık çalışmanızda beklediğiniz gibi midir? 0 değeri nedir? 3. R L yük direncini R L1 = 22 kohm, R L2 = 8,2 kohm, R L3 =470 ohm olmak üzere üç farklı durumda kullanarak yük direnci üzerindeki akım ve gerilimleri kaydediniz. Bu değerlerden faydalanarak regülasyon olayını anlamaya çalışınız. 4. Kondansatörlü ve kondansatörsüz durumda Po ( dc) / Po ( rms) olarak verilen devre verimini ölçerek sonucu yorumlamaya çalışınız.

5 I. Raporlandırma Raporlamanızı deneyi yaparken takip ettiğiniz adımları göz önünde bulundurarak yapınız. 1) Grafik çiziniz 2) Grafik çiziniz 3) Grafik çiziniz 4)Kondansatör Yok: Kondansatör ar: AÇIKLAMA ONAY PUAN