Elektrik ile çalışan cihazların bozulmadan düzgün bir şekilde çalışması için devrelerinde bir çok komponent bulunur. Bu komponentlerin amacı devreyi bozulmalardan korumak ve diğer ekipmanların düzgün bir şekilde çalışmasını sağlamak. Devrelerde kullanılan önemli ekipmanlardan birisi ise devrelerde gerilim ve akım sınırlandırmak için kullanılan regülatör. Yazımızda ” Regülatör nedir ve çeşitleri nelerdir ?” sorusunun cevabına birlikte bakalım.
Regülatör Nedir?
Elektrik sistem ekipmanlarının tümü çalışmak için belirli bir voltaj ve akım değerine ihtiyaç duyar. Bu değerler her bir ekipman için farklılık gösterir. Genellikle şebeke gerilimi ve güç kaynakları belirli bir değerde sabit gerilim sağladığı için bu değerin düzenlenmesi gerekir. Çünkü çalışma gerilimi üzerinde bir değerde uygulanan gerilim elektronik cihaz ve cihazda bulunan komponentlerin bozulmasına sebebiyet verir. Bu sebeple kaynaktan gelen gerilim ve akım değerinin sınırlandırılması ve düzenlenmesi amacı ile elektronik devrelerde regülatörler kullanılır.
Regülatör Çeşitleri
Kullanım amacına göre devrelerde farklı tipte regülatör çeşitleri bulunur. Bu regülatörler, uygulanan gerilim değerini düzenlemek için farklı methodlar kullanır. Bu sebeple farklı yapılara sahip.
Lineer Voltaj Regülatörü
Devrelerde sabit bir gerilim değeri elde etme amacı ile kullanılır. Çalışması, gerilim bölücü prensibine dayanır. Giriş gerilimi belirli bir aralığa sahip. Giriş gerilimine ve giriş yüküne bağlı olarak regülatör bünyesinde bulunan direnç değeri değişiklik gösterir. Elektronik sistemlerde ağırlıklı olarak kullanımı olan 7805 entegre devresini aşağıdaki görselde görebilirsiniz.
İki farklı doğrusal regülatör bulunur. Bunlar seri ve şönt regülator. Seri olanlar, regülasyon için zener diyot konrollü transistör kullanır. Şönt olanlarda ise, giriş geriliminden toprak hattına değişken bir direnç atılarak regülasyon işlemini gerçekleştirir.
Avantajları
. Gerilim değişimlerinde tepki süresi hızlıdır.
. Çıkış geriliminde düşük dalgalanmalara sahiptir.
. Düşük gürültüye sahiptir.
Dezavantajları
. Gerilim bölücü olarak çalışması dolayısı ile verimi düşüktür.
. Düşüm esnasında direnç üzerinde ısı oluşması sebebi ile soğutucuya ihtiyaç duyar. Bu da devrelerde yüksek yer kaplamasına neden olur.
Anahtarlamalı Voltaj Regülatörü
İsminden anlaşılacağı üzere, çıkış voltajı düzenlemek amacı ile anahtarlama işlemi yapar. Sistemde giriş gerilime bağlı olarak sistemin anahtarlama süresi ve aktifliğini düzenler. Çalışma prensibi darbe genişlik modülasyonuna dayanır. Bu modülasyon yönteminde, çıkışa yansıyan sinyalin belirli bir süre aktif ve belirli bir süre pasif kalması sağlanarak görev çevrimi(duty cycle) gerçekleştirilir. Yüksek frekanslarda anahtarlama işlemi, çıkışa gerilim değişimi olarak yansır. ( ” Darbe Genişlik Modülasyonu ” yazımızda detaylarını bulabilirsiniz.)
Anahtarlamalı sistemlerde, gerilim değişimi algılamak ve giriş-çıkış arasındaki hata payını indirgemek amacı ile geri besleme sistemi gibi pek çok farklı yapı bulunur.
Avantajları
. Verimliliği doğrusal sistemlere göre oldukça yüksektir.
. Giriş geriliminden daha yüksek gerilimleri çıkışına aktarabilme özelliğine sahiptir.
. Düşük güç tüketimine sahiptir.
Dezavantajları
. Tasarımları oldukça karmaşıktır.
. Yüksek maliyete sahiptir.
. Gürültü oranı yüksektir.
Sistem ihtiyaçları doğrultusunda doğrusal ve ya anahtarlamalı regülatör seçimi gerçekleştirilir. Yüksek verimliliğin ve gerilim yükseltme işleminin gerçekleştirileceği sistemlerde anahtarlamalı olanlar tercih edilirken, maliyetin ve düşük gürültü ihtiyacı durumda doğrusal olan yapılar tercih edilebilir.
KAYNAKÇA
digikey.com
wikipedia.org
