Günümüzde şarj edilebilir pillerin yaygınlaşması, bunlar için gerekli olan şarj cihazlarının ve devrelerinin de yaygınlaşmasına yol açmıştır. Ni-Cd piller, cep telefonlarından, tutunda pilli matkaplara kadar birçok elektronik cihazda ve devrede sık olarak kullanılmaktadır. Bu tip pillerin şarjı için kullanılacak devreler, sabit gerilim altında, oldukça iyi seviyede kararlı akım sağlayacak devreler olmalıdırlar. Bu amaçla şekilde çıkış gerilimi ayarlanabilir, LM317 regüle entegresi ile yapılmış bir şarj devresi görülmektedir. Standart LM317’li devre bağlantısı geliştirilerek, şekildeki şarj devresi elde edilmiştir. Transistör ile oluşturulmuş akım sınırlama devresi, oluşabilecek yüksek akımlarda çıkışı kapatarak, hem devreyi hem de pilleri koruma görevi yapar. Devre, 5 Ah (Amper-saat)’lik piller için 1A’lik akım sağlayabilir. LM317 entegresinin soğutucuya bağlanarak ısınması önlenmelidir. Çıkışa bağlanacak piller, şarj devresinin çıkış gerilim değerine uygun olarak tek veya seri olarak bağlanmalıdırlar.

Devrede Kullanılan Elemanlar ;

• 220:24 20W Transformatör (Trafo)
• 1A Sigorta
• 4*1N4001 diyot yada Köprü diyot
• 2200 mF 35V ve 1 mF 50V elektrolitik kapasite
• LM 317 ayarlı regülatör tümdevresi (entegre)
• 0.1 mF ve 0.22 mF kapasite
• 5 kW Pot ve 220W direnç

Şekil 1. DC Güç Kaynağı Devre Şeması

Devrenin Açıklanması :
DC (Direct Current) Güç kaynakları, AC (Alternative Current) bir işaret yapısına sahip şehir şebekesin (220V,50Hz) doğrultularak DC bir işaret yapısına dönüştürülmesinde kullanılmaktadır. DC gerilimler elektronikte sayısal işaret işleyiciler (bilgisayarlar, mikrodenetleyiciler), ve dc motorlarda kullanılmaktadır. Şekil 1’de verilen DC Güç Kaynağı devresi iki bölümden oluşmaktadır. Devrede şebeke girişinden 2200 mF 35V ‘luk kapasiteye kadar olan bölüm birinci kısmı, bu kapasiteden 1,5-22 Vdc ayarlı çıkışın alınacağı yere kadar olan bölüm ikinci kısımdan oluşmaktadır.

a) Devre birinci kısımda şebeke gerilimi transformatör (trafo) kullanılarak istenilen gerilime düşürülür. Trafo çıkışındaki gerilim köprü doğrultucu yapısı kullanılarak dc gerilime dönüştürülür.

Şekil 2 Güç Kaynağı devresinin 1. Kısmı

220 Vac şebeke gerilimi, 24 Vac çıkış gerilimi verebilen trafo kullanılarak 24Vac gerilimine düşürülür. Trafo çıkışındaki ac gerilim köprü-diyot yapısı kullanılarak dc gerilime dönüştürülmektedir. Bu konu aşağıda kısaca açıklanmıştır.

Köprü doğrultucu yapıları ;
Köprü doğrultucu yapıları birbirine köprü şeklinde bağlanmış dört adet diyot elemanından oluşan doğrultma yapılarıdır. Diyot elemanının davranışı şekil 3’de gösterilmiştir.

Şekil 3 Diyot elemanının davranışı

Yukarıdaki şekilden de anlaşılacağı gibi diyot, eğer anot ucu katot ucundan daha pozitif ise (en az 0.7V) diyot elemanı kısa devre gibi , anot ucu katot ucundan daha negatif ise açık devre gibi davranan bir elemandır.

Şekil 4 Köprü doğrultucu yapısı

Şekil4’deki devrenin girişine (e-f uçları arasına) bir alternatif gerilim uygulayalım. t1 zamanından itibaren pozitif yönde yükselmeye başlayan giriş gerilimi, a ucunu pozitif b ucunu da negatif yapacaktır. Bu anda a ucuna bağlı diyotlardan D1 diyodunun anodu, D3 diyodunun da katodu pozitif olacaktır. Aynı şekilde b ucuna bağlı diyotlardan D2 diyodunun katodu negatif, D4 diyodunun da anodu negatif olacaktır. Dikkat edilirse D1-D4 diyotlarının katotlarının birleştiği c noktası ile D3-D2 diyotlarının anodlarının birleştiği d noktaları arasına bir yük direnci bağlanmıştır. (Yük direnci bizim kullandığımız elektronik bir devre olabileceği gibi şekildeki hali ile bir direnç de olabilir.) Anodu pozitif olan D1 diyodu ile katodu negatif olan D2 diyotları kısa devre gibi davranıp üzerlerinden bir akım akıtmaya başlarlar. Akan akım yük direncinin üst ucundan girip alt ucundan çıktığı için yük direncinin üst ucunu pozitif, alt ucunu da negatif yapacaktır. D1 ve D2 diyotları üzerinden akan akım t1-t2 zamanı boyunca yani a noktasının pozitif, b noktasının negatif olduğu sürece devam edecektir. Bu durum aşağıdaki şekil 5’de görülmektedir.

Şekil 5 Pozitif alternanstaki durum

t2 zamanında sıfır volt değerine düşen giriş gerilimi hemen negatif yönde yükselmeye başlayacaktır. t2 zamanından itibaren negatif yönde yükselmeye başlayan giriş gerilimi, a ucunu negatif b ucunu da pozitif yapacaktır. Bu anda a ucuna bağlı diyotlardan D1 diyodunun anodu, D3 diyodunun da katodu negatif olacaktır. Aynı şekilde b ucuna bağlı diyotlardan D2 diyodunun katodu pozitif. D4 diyodunun da anodu pozitif olacaktır. Anodu pozitif olan D4 diyodu ile katodu negatif olan D3 diyodu üzerinden bir akım akmaya başlar. Akan akım yük direncinin üst ucundan girip ait ucunda çıktığı için yük direncinin üst ucunu pozitif, alt ucunu da negatif yapacaktır. D4 ve D3 diyotları üzerinden akan akım t2-t3 zamanı boyunca yani a noktasının negatif, b noktasının pozitif olduğu sürece devam edecektir. Bu durum şekil6’da görülmektedir.

Şekil 6 Negatif alternanstaki durum

Çıkış gerilimin doğru akım (DC) şeklinde olabilmesi için yük direncine paralel bir kondansatör koyarsak çıkış dalga şekli ve devre şekil 7 gibi olur.

Şekil 7 Kondansatör bağlanmış doğrultucu yapısı

Çıkışta görülen Vo işareti yön değiştirmeyen ve zamandaki değişimi oldukça az olan bir işaret olduğundan idealde değişmeyen bir işaret olarak kabul edilmektedir.

b) DC Güç kaynağı devresinde ikinci bölümde, çıkış geriliminin ayarlı hale getirilmesi ve regüle edilmesi (gerçekleştirilen DC Güç kaynağının çıkış akımının, güç kaynağının çıkışına bağlanacak yük direncinden ve çıkış gerilimi değişimlerinden etkilenmemesi) için LM 317 regülator tümdevresi kullanılmıştır.

Şekil 8 Güç Kaynağı devresi 2. Kısmı

LM 317 devrede çıkış geriliminin değişimini ve regülasyon işlemini sağlayan devre bölümünün tümdevre olarak gerçekleştirilmiş bir şeklidir. LM 317’nin iç yapısına ve elektriksel özelliklerine . Güç kaynağı devresinde çıkış gerilimi LM 317’nin 2 nolu bacağına bağlanan 5KW Pot ile ayarlanmaktadır. LM 317 elemanının şekli ve bacak bağlantısı şekil 9’da verilmiştir.

Şekil 10 LM 317’nin bacak bağlantı şeması

Devrenin Gerçeklenmesi :
Devrede elemanların birbirlerine olan bağlantılarının yapılması ve elemanların bir düzlem üzerinde yerleştirilmesi için elektronik kart (plaket) tasarımı yapılmalı ve gerçeklenmelidir. Aşağıda başka elektronik devreler için tasarlanan ve gerçeklenen elektronik kartlar gösterilmiştir.

Şekil 10 Çeşitli elektronik kartlar

Elektronik kartlar olarak bir yüzeyi veya bazı devreler için iki yüzeyi de bakır kaplanmış plaketler kullanılmaktadır. Gerçeklenmek istenen devredeki elemanlar arasındaki bağlantılar plaketteki bakır yüzey ile sağlanmaktadır. Bundan dolayı istenilen bölgelerde bakır yüzeylerin kalması, diğer yüzeylerdeki bakırın plaketten ayrılması istenmektedir.

Bakır elementinin asit ile tepkimeye girip eridiği bilinmektedir. Bundan dolayı istenilen bölgelerdeki bakırın asitten etkilenmeyeceği bir madde ile kaplanıp, plaketin asite atılması ile istenilen eleman bağlantıları plaket üzerinde elde edilmektedir.

Aşağıdaki şekilde yüzeyi bakır kaplı plaket üzerinde asitten etkilenmeyen bir madde ile kaplanıp daha sonra asite atılarak bakır tepkimesinin gerçekleştirildiği bir devre kartı gösterilmiştir.

Şekil 5 Gerçekleştirilen bir elektronik kart

Asit tepkimesi sonucu elde edilen devre kartının yüzeyi elemanların bacakları kalınlığında ince matkap uçları ile delinmesi sonucu elemanları yerleştireceğimiz devre kartımızı elde ederiz.

Devre kartı üzerine yerleştirilen elemanların bacakları ile plaket üzerindeki bakır yüzey arasındaki iletim lehim yapılarak sağlanmaktadır. Havya kullanarak lehim yapılmasında dikkat edilecek en önemli husus devre elemanının ve bakır yüzeyin havya ile gereğinden fazla ısıtılmamasıdır.

Alıntıdır…

Güç Kaynağı

Kaynak:

http://www.electricstuff.co.uk

R1, R4 2 2.2K 1/4W Resistor
R2, R3 2 4.7K 1/4W Resistor
R5 1 1K 1/4W Resistor
R6 1 1.5K 1/4W Resistor
R7 1 33K 1/4W Resistor
R8 1 10K 1/4W Resistor
C1,C2 2 0.1uF Ceramic Disc Capacitor
C3 1 470uF 25V Electrolytic Capcitor
D1 1 1N914 Diode
D2 1 1N4004 Diode
D3 1 12V 400mW Zener Diode
Q1, Q2, Q4 3 BC547 NPN Transistor
Q3 1 BD679 NPN Transistor
L1 1 See Notes
MISC 1 Heatsink For Q3, Binding Posts (For Input/Output), Wire, Board

Ni-Cd piller için basit şarj devresidir. 12V 9V 6V seriler ile istediğiniz adette pil şarj edebilirsiniz.

R1-R4, R7-R8 100K 1/4W Direnç
R5 470 Ohm 1/2W Resistor R5 470 Ohm 1/2W Direnç
R6 10K Linear Pot R6 10K Doğrusal Pot
C1 0.01uF Mylar Capacitor C1 0.01uF Kapasitör Mylar
C2 0.1uF Ceramic Disc Capacitor 0.1uF Seramik Disk C2 kapasitörü
C3 470uF 63V Electrolytic Capacitor C3 470uF 63V Kondansatör Elektrolitik
D1 1N4004 Rectifier Diode D1 1N4004 Doğrultucu diyot
D2 BY229-400 Fast Recovery Diode See Notes D2 BY229-400 Hızlı Kurtarma Diyot Notlar bak
Q1 BC337 NPN Power Transistor Q1 BC337 NPN Transistör Güç
U1 LM358 Dual Op Amp IC U1 LM358 Çift Op Amp IC
L1 See Notes L1 bak Notlar
MISC Board, Wire, Socket For U1, Case, Knob For R6, Heatsink for Q1 MISC Kurulu, Tel, U1 için Soket, Case, R6 için Düğmesi, Q1 için Soğutucu