Fırat DEVECİ

Lineer Güç Kaynağı İncelemesi: Korad KA3005D

  • 2 ay önce, Fırat DEVECİ tarafından yazılmıştır.
  • 1 Yorum
  • Genel

Güç kaynakları, biz tasarımcılar için olmazsa olmazlardandır. Bu yüzden üreticiler her geçen gün, hem fiyat hem de özellik olarak cazip bir çok model karşımıza çıkarmaktadır. Demirbaş olan bu cihazların fiyatlarının düşmesinin, bu sektöre yeni atılan kişiler için oldukça önemli olduğunu düşünüyorum. Daha önceki yazılarımda, güç kaynağı olarak UNI-T firmasının UTP3315TF-L ve UTP1310 modellerini detaylıca, bir tasarımcı gözüyle incelemiş, çalışma mantıklarını anlamaya çalışmıştık. İncelediklerimiz içinde 30V 5A lineer tipte çalışan UTP3315TF-L modelini senelerdir kullansam da her bir seferinde çıkış gerilimini ayarlayıp, multimetre ile kontrol etmek yorucu olduğundan, dijital ayarlanabilir lineer güç kaynağı arayışına girdim. Bunun sonucunda ise, özellikle elektronik tamircilerinin sıkça kullandığı Korad KA3005D modelini edindim.

Dijital Kontrollü Lineer Güç Kaynağı Nedir?
Daha önce burada bahsettiğimiz gibi lineer güç kaynaklarının çalışma yapısı aşağıdaki yapıya benzemektedir. Öncelikle giriş gerilimi 110V ya da 220V olsun, düşük bir gerilime trafo ile çevrilir. Bu şekilde hem gerilim düşürülmüş olur hem de galvanik izolasyon sağlanmış olur. Trafo sonrasında ise köprü diyot ile gerilim doğrultulur ve regülasyon katı ile çıkışta istediğimiz DC gerilim elde edilir.Lineer güç kaynaklarında genellikle kontrol kısmında opamplar, gerilim ve akım referans değerlerini belirlemek için potlar bulunur. Bizler bu tür cihazlarda dışarıdan potları çevirerek, gerilim referans değerlerini değiştiririz ve opamplarda içerideki anahtarları sürerek, istediğimiz gerilim ve akım değerini bizlere sunarlar. Kullandığımız gerilim ve akım potlarının tolerans değerleri kötü olduğu için sürekli bunları ölçerek, teyit etmemiz gerekmektedir. Bunun yanında uzun seneler içerisinde bu potlar çok sık arızalanır ve güç kaynağımız kullanılmaz hale gelebilir. Bu iki problem lineer güç kaynaklarının en büyük handikaplarındandır.

Dijital güç kaynaklarında ise akım ve gerilim referans değerleri bir mikrodeneyleyici ve DAC yardımı ile oluşturulur. Böylelikle referans değerler pot gibi hem oynamaz hem de bozulma yaşamazlar. Bunun yanında anlık gerilim ve akım değişimi gibi özelliklere de bu tür güç kaynaklarında sahip olursunuz. Dijital ayarlanabilen güç kaynaklarında, çıkıştaki gerilim ve akım değerleri ayarlandıktan sonra, güç kesimi ve iletimi sağlanabildiğinden, herhangi bir hata anında devreyi enerjisiz bırakmak daha kolaydır. Mikrodenetleyicilerin içerisindeki ADC sayesinde okunan gerilim seviyeleri ise daha doğru olacaktır. Bu yüzden dijital kontrollü lineer güç kaynakları, dijital olmayanlara nazaran bir adım öndedir.

Korad KA3005D İncelemesi
Korad KA3005D modeli, isminden de anlaşılacağı üzere 30V gerilim ve 5A akım çıkışına sahip bir güç kaynağı şeklinde karşımıza çıkıyor. Cihaz günümüz itibari ile 1750~2000TL civarı bir ücrete alınabiliyor. 110x160x260mm boyutlu kasa içerisinde firma, 30V 10A ve 60V 5A gibi çeşiti güç kaynakları da ürettiğinden cihaz, UNI-T UTP3315TF-L’den biraz daha büyük yer kaplamaktadır. İçerisinde bulunan trafo nedeniyle yaklaşık ağırlığı 4.5kg civarında olan cihazın herhangi bir tutma kolu ise bulunmamaktadır. Cihazın en sevdiğim özelliklerinden biri ise 5 adet preset hafızaya sahip olması; bu şekilde daha önceden ayarladığınız 5 adet gerilim akım değerini tek tuş ile hemen çağırabiliyorsunuz. Bunun yanında OCP ve OVP fonksiyonları ile akü şarj gibi özellikleri de cihaza katabiliyorsunuz; örneğin 12V bir aküyü şarj ederken 13.8V’a geldiğinde, çıkışı kapat diyebilmeniz çok büyük bir artı.

Cihazın içerisinde bulunan fan ise devir ayarlı şekilde tasarlanmış. Yük ve sıcaklık arttıkça, devri artarak soğutma işlemine devam eden fanın rölanti hızında UNI-T modellerindeki gibi rahatsız edici bir sesi bulunmuyor. Ayar için ise bir adet rotary encoder kullanılmış. Fiyat/performans göz önünde olduğundan bir adet rotary kullanılarak gerilim ve akım set etmek biraz zor olsa da alıştıktan sonra o da problem olmaktan çıkıyor. Ekran font ve renk seçimini çok sevmediğim cihaz, size 1970’lerin eski cihazlarını çağrıştırıyor.Cihazın açılış eğrisini yukarıdaki grafikte görebilirsiniz. Cihaz önündeki on/off butonu ile 30V çıkış gerilimine ayarlı iken gerilim çıkışının 100ms içerisinde istenen değere ulaştığını görebilirsiniz.Yukarıda ise 1A yük alında cihazın 10V 20V 30V canlı gerilim ayarlarına verdiği tepki görülebilir. Şekli detaylı incelerseniz overshoot ya da undershoot davranışının ihmal edilebilir düzeyde olduğunu görebilirsiniz.

Korad KA3005D’ye Geri Mühendislik Uygulayalım…
Korad KA3005D ve KA3005P modelleri, elektronikçiler tarafından çok sık kullanıldığı için bazı eski şemaları internette bulunabiliyor. Bu şemaları incelemek ya da edinmek iyi olsa da sizin elinizdeki cihazın model yılına göre şemaların değişik olabileceğini belirtmek gerekir. Dolayısı ile arıza durumunda tamir yapacaksanız bu konuda dikkatli davranmanızı öneririm. Aşağıda KA3005D’nin iç yerleşimini görebilirsiniz. Bu açıdan bakıldığında içerisinin ferah ve düzenli olduğu söylenebilir.KA3005’in geri mühendislik ile çıkarılmış devre şeması temel olarak aşağıda görülebilir. Devre aynı UNI-T’de olduğu gibi referans gerilimleri (+) çıkışı referans seviyesi (ground diyebiliriz) kabul ederek oluşturmaktadır. Gerilim ve akım ölçümleri ise diferansiyel ölçüm tekniği ile ölçümlenmiş. Daha sonra bu değerler, R-2R tekniği ile oluşturulan 11bit DAC çıktısı referansı ile karşılaştırılarak, akım veya gerilim limitinin hangisi baskınsa, çıkıştaki transistörleri kontrol ederek regülasyonu sağlıyor. Devre şemasını incelemek için üzerine basabilirsiniz.Devrenin çalışma mantığı incelendiği için yukarıdaki devre elemanı referanslarının (R1, R2, C1, C2 gibi) gerçek devre ile uyumu yoktur. Fakat devre kalıpları cihaz ile bire bir aynıdır. Aşağıdaki fotoğrafta ise yukarıdaki devre şemasının çoğunu barındıran ve cihazın kalbi olan MCU kontrol kartını görebilirsiniz. Detaylar için yine fotoğraf üzerine tıklayarak büyük halini görebilirsiniz.Yukarıdaki MCU kontrol kartı, iki katlı basit bir PCB üzerine inşa edilmiş. 3 adet 74HC595 8-bit shift register ile 10k-20k şeklinde dizilerle iki adet 11 bit DAC eldesi sağlanmış. Bu, cihazı PWM ile DAC oluşturan rakip güç kaynaklarının bir adım ötesine taşıyan bir özellik olarak göze çarpıyor. Cihaz panelinde bulunan 5 adet sabit gerilim akım değerlerinin kaydı için ise I2C hattı ile çalışan EEPROM hemen işlemcinin yanına iliştirilmiş. Son olarak aşağı katmanda ise 0.5R değerine sahip şönt direnç ile tüm devreyi ve opompları besleyen, cihaz içerisindeki fan için regülasyon oluşturan devreleri görmek mümkün. Devreyi ayrıntılı incelediğimde, olası bir arıza durumunda, işlemci hariç tüm devre elemanlarının Türkiye içerisinde bulunabildiğini de buradan söylemek gerekir.Yukarıda ise cihazın güç kalbi görülebilir. 2 adet röle ile trafo sekonder sargıları arasında çıkış gerilimine göre seçim yapılarak transistörler üzerinde daha az kayıp yaşanması sağlanır. Dolayısı ile bu röleler düzgün çalışmadığında transistörler çok ısınarak cihaz korumaya geçebilir. Devrede siyah renkli görülen PCB aslında alüminyum bir PCB. Bu tarz fiyat performans odaklı bir cihazda IMS görmek oldukça şaşırtıcı! Bu konuda Korad gerçekten bir alkışı hak ediyor! İki transtörün akımı 0.05R ile dengelenmeye çalışılmış; bilindiği üzere transistörler paralel bağlanamazlar, bu yüzden akım dengelemek için genellikle en ucuz yöntem olan seri yola direnç koyma yöntemi tercih edilmiş. Ayrıca 6800uF/63V kapasite ve hem giriş hem de çıkış kapasitelerini boşaltmak için kullanılan dirençler de yine bu kart üzerinde yer alıyor.KA3005D ile ilgili sevdiğim en güzel yanlardan biri ise; hakkını verecek şekilde soğutucu kullanmaları oldu. Bu tarz soğutucuların şekilleri genellikle yukarıdaki gibi olmaz. Dolayısı ile buradan, soğutucunun, bu cihaza özel şekillendirildiği görülebilir. Ayrıca IMS kartın, direkt soğutucuya temas ettiği de yine buradan görülebilir.Son olarak bize cihaz ile ilgili tüm bilgileri sunan ekran kartını da yukarıda görebilirsiniz. Ekran kartı içerisinde 2 adet shift register entegre ve tarama için 5 adet NPN transistör görülebilir. Devre kartına dikkatli bakıldığında, üstte anlattığımız MCU kartında da fark edebileceğiniz gibi entegrelerin yanlarında decoupling kapasitelerinin eksik olduğunu görebilirsiniz.

Sonuç Olarak…
Korad KA3005D güç kaynağı, incelediğim ve test ettiğim kadarıyla tam olarak fiyatını hak eden, üzerinde yoğun düşünülmüş bir cihaz olarak karşımıza çıkıyor. Özellikle devre yapılarının basitliği, bu işlere ilk defa başlamış kişilerin bile anlayacağı şekilde olması oldukça önemli. Elektronik cihazların fiyatlarının hobiciler ve öğrenciler için yüksek olduğu şu dönemde, arıza halinde Türkiye içinde bulunabilen malzemelerle ile tamir edilebilecek bir cihaz olması da ayrıca tercih nedenlerinden olacaktır.Bu blogta incelediğim iki lineer güç kaynağı ile Korad’ı kıyasladığımda, Korad’ın, UNI-T’den çok daha üstün olduğunu söylemek yanıltıcı olmayacaktır. Umarım yakın dönemde, bu tarz laboratuvar cihazlarına uzak doğunun el atmasıyla, çok daha ucuza, kaliteli şekilde elde etme şansımız artar.

Bu cihaz incelemesi için herhangi bir sponsorluk almadığımı belirtirken yine daha önceki yazılarımda değindiğim gibi, bu tarz cihaz incelemelerimde asıl amacın ürün tavsiyesi olmadığını, eğitici bir inceleme olduğunu, dolayısı ile ürünü almanız ve sorun yaşamanız halinde sorumluluk kabul etmediğimi belirtmek isterim.

Tüm soru ve görüşlerinizi yorum kısmından bana iletebilirsiniz.
Herkese iyi çalışmalar dilerim.

  1. Acaba yeni güç kaynağı olarak ne alsam dediğim bir anda çıkan süper yazı…
    Teşekkür ederiz abi.

Bir Yorum Yazın

error: Kopyalama Yasaktır, Eğer Bilgi İçeriğini Almak İstiyorsanız İletişim Bölümünden Yazara Ulaşın!