Tek Sargılı Transformatörden Çift ±12V Besleme Elde Etme Yöntemleri

Elektronik devrelerde çift kutuplu besleme (örneğin +12V, 0V, -12V) gereksinimi sıkça karşılaşılır. Ancak, sadece tek bir sargıya sahip 12V transformatör kullanıldığında, bu çift kutuplu beslemeyi elde etmek doğrudan mümkün değildir. Bu yazıda, tek sargılı bir transformatörden çift ±12V besleme elde etmenin temel yöntemleri ve bunların avantajları ile dezavantajları açıklanmaktadır.

Merkez Tapalı Transformatör ve Geleneksel Çift Kutuplu Besleme

En yaygın ve verimli yöntem, merkez tapalı (center-tapped) transformatör kullanmaktır. Bu tip transformatörlerde sekonder sargının ortasında bir çıkış noktası (0V referansı) bulunur. Sekonderin iki ucu ise +12V ve -12V olarak kullanılır. Bu yapı sayesinde:

• İki adet tam dalga doğrultucu (genellikle iki diyot) kullanılır.

• Diyot sayısı ve dolayısıyla gerilim düşümü azalır.

• Yüksek verimlilik ve daha az bileşenle çift kutuplu besleme sağlanır.

Bu yöntemde, çıkış voltajı transformatörün sargı gerilimine bağlıdır. Eğer +12V ve -12V elde etmek isteniyorsa, transformatörün sekonder sargısının toplam gerilimi 24VAC olmalıdır (merkez tapadan itibaren her bir uç 12VAC).

Ayrıca Bakınız

Ev Yapımı 24V 36W Anahtarlamalı Güç Kaynağı Tasarımı ve Transformatör Ayarları

Bu makalede, ev yapımı 24V 36W anahtarlamalı güç kaynağı tasarımı, özel transformatör üretimi, manyetik çekirdek boşluğu ayarı ve gürültü azaltma yöntemleri detaylı şekilde ele alınmaktadır.

Tek Sargılı 12VAC Transformatörden Çift ±12V Besleme Elde Etme Yöntemleri ve Tasarım İpuçları

Tek sargılı 12VAC transformatörden çift ±12V besleme elde etmek için şarj pompası ve tam köprü doğrultucu devreleri inceleniyor. Merkez tapalı transformatörün avantajları ve alternatif tasarım önerileri açıklanıyor.

Merkezi Uçlu Transformatörlerde Diyot Köprüsü ile Çift Pozitif Gerilim Kaynağı Elde Etme Yöntemi

Merkezi uçlu transformatörlerde diyot köprüsünün klasik yapısının modifikasyonu ile iki ayrı pozitif gerilim kaynağı elde edilir. Bu yöntem devre karmaşıklığını azaltırken bazı teknik sınırlamalar içerir.

Merkezi Uçlu Transformatörlerde Diyot Köprüsü Modifikasyonu ile Çift Pozitif Gerilim Kaynağı Tasarımı

Merkezi uçlu transformatörlerde diyot köprüsü modifikasyonu yapılarak, klasik tam dalga doğrultucu yerine iki ayrı pozitif gerilim çıkışı sağlanabilir. Bu yöntem, simetrik negatif gerilim sağlamaz ve çıkış gerilimleri yarı değerdedir.

Tek Sargılı Transformatörden Çift Kutuplu Besleme Elde Etme Yöntemleri

Merkez tapalı transformatör kullanımı mümkün olmadığında veya mevcut transformatör tek sargılı ise alternatif yöntemler uygulanabilir. Bunlardan biri, iki tam köprü doğrultucunun seri bağlanmasıdır. Ancak bu doğrudan yapılamaz çünkü köprülerin ortasındaki diyotlar AC girişini kısa devre yapar. Bu sorunu aşmak için:

• İkinci köprü ile birinci köprü arasına kondansatörler yerleştirilir. Bu kondansatörler DC izolasyonu sağlar ancak AC akımının geçişine izin verir.

• Böylece, birinci köprü pozitif rayı oluştururken, ikinci köprü kondansatörler aracılığıyla negatif rayı oluşturur.

Bu yapı, bir tür şarj pompası (charge pump) olarak işlev görür. Şarj pompası devrelerinde:

• Kondansatörlerin kapasitesi ve AC frekansı, çekilebilecek maksimum akımı belirler.

• Örneğin, 470µF kapasiteli kondansatörler ve 100Hz frekans için yaklaşık 56mA teorik maksimum akım hesaplanabilir.

• Gerçek akım, diyot ve kondansatör kayıpları nedeniyle daha düşük olacaktır.

Ancak bu yöntem:

• Daha fazla bileşen (daha fazla diyot ve kondansatör) gerektirir.

• Diyotların toplam gerilim düşümü artar, bu da verimliliği düşürür.

• Negatif rayın akım kapasitesi pozitif raydan daha düşüktür.

Gören herkesi kendine aşık eden 10 muhteşem ürün

devamını oku

Alternatif Devreler ve Tasarım İpuçları

• Delon Çevrimi: Voltaj yükseltici ve simetrik besleme oluşturmak için kullanılabilir. İki diyot ve iki kondansatörle çalışır ve merkez tapalı transformatör gerektirmez.

• Yük Dengeleme: Negatif ve pozitif raylar arasına dirençler (örneğin 2.2kΩ) bağlanarak yük dengesizliği azaltılabilir.

• Dalgalanma (Ripple): Yarım dalga doğrultma, tam dalga doğrultmaya göre daha fazla ripple üretir. Bu nedenle kondansatör değerleri ve filtreleme önemlidir.

• Simülasyon: Devre simülasyonları (örneğin Falstad) ile yük altındaki performans ve ripple ölçümleri yapılmalıdır.

Önemli Notlar

• Transformatörler AC gerilim üretir; "+12V transformatör" ifadesi teknik olarak yanlıştır. Doğru ifade 12VAC transformatördür.

• Voltaj değerleri referans noktası (toprak) görecelidir. +12V ve -12V, 0V referansına göre ölçülür.

• Tek sargılı transformatörden çift kutuplu besleme elde etmek mümkündür ancak verimlilik ve bileşen sayısı açısından merkez tapalı transformatör tercih edilmelidir.

• Yük altında negatif rayın akım kapasitesi sınırlıdır ve voltaj düşüşü yaşanabilir.

Özetle: Tek sargılı bir 12VAC transformatörden çift ±12V besleme elde etmek için şarj pompası devreleri veya iki tam köprü doğrultucu kullanmak mümkündür ancak bu yöntemler merkez tapalı transformatör kullanımına göre daha karmaşık ve verimsizdir. Tasarımda bileşen sayısı, verimlilik, voltaj dalgalanması ve yük dengesi kritik faktörlerdir.

Kaynaklar

• https://reddit.com/r/electronics/comments/1rk5q2a/simple_way_to_make_dual_12v_from_a_single_12v/

• https://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_doubler

• https://en.wikipedia.org/wiki/Center_tap

• https://www.physics-and-radio-electronics.com/electronic-devices-and-circuits/rectifier/fullwaverectifier.html

• https://sound-au.com/project05.htm

• https://www.edn.com/enhanced-voltage-doubler-power-supplies/