TRANSFORMASYON

Transformasyonun iki ana özelliği vardır:

• Hat voltaj değerini doğru dc çıkış voltajını sağlamak için, gerekli voltaj değerine dönüştürür.
• Elektriksel olarak elektronik cihazı şebeke hattından izole eder.

Transformatörler

Transformasyon fonksiyonunu yerine getiren parça transformatördür.Şekil 2.2'de gösterildiği gibi aynı demir göbeğe (nüve) sarılmış en aziki ayrı sarım telden oluşur. Giriş voltajını alan tel sarıma primer;çıkış voltajını sağlayan sarıma sekonder denir. Çoğu zaman iki yadadaha fazla sekonder vardır. Transformatörün ana çalışma prensibininendüksiyon olduğunu 1. Kısımda anlatmıştık. Primere verilen değişkenakımlı ac voltaj, demir nüvede değişen bir manyetik alan yaratır. Kortarafından sekondere kupleli bu manyetik alan, sekonder sarımlarınıkeser ve sekonderin her turuna bir ac gerilim endükler. Böylecearalarında herhangi bir elektriksel bağlantı olmadan değişen manyetikalan ile enerji primerden sekondere transfer olur.


İzolasyon

Sekonder ile primer arasındaki enerji transferinin sadece manyetikkuplaj ile gerçekleşmesinden dolayı, sekonder ve bağlı olan devreleriile primer ve bağlı olan devreleri izole edilmiştir. Bu güvenlik içinönemlidir, çünkü primer şebekenin yüksek akım kaynağına bağlıdır. Böylebir izolasyon olmasaydı, ciddi şok tehlikeleri olabilirdi. (ÖrneğinTA2R'nin trafosuz pil şarj cihazında olduğu gibi, kulakları çınlasın!)Diğer bir avantaj da primer devresindeki devre toprağı ile sekonderdevresindeki devre toprağı arasında dc bağlantı bulunmamasıdır.

Tur oranı

Regüleiz bir güç kaynağında düzgün dc çıkış voltajını üretmek içingerekli olan ac çıkış voltaj değerini transformasyon fonksiyonusağlamalıdır. Bu iş transformatörlerde sekonder tur sayısının (Ns),primer sayısına (Np) oranının değiştirilmesiyle kolaylıklayapılabilmektedir. Bu oran Ns nin Np ye bölünmesiyle, yani Ns / Np ileoluşmaktadır. Ns / Np tur oranı değiştirilerek sekonder voltajı primervoltajından daha az veya fazla olabilmektedir.
Bir tur sekonder sarımına endüklenen voltaj miktarı, bir tur primereendüklenen voltaj ile aynıdır. Primerin her turuna endüklenen voltajep, primer voltajı Vp nin primer turuna Np bölünmesidir. Formül olarakyazarsak:

Voltaj düşüren (Step-Down) Transformatörler

Eğer sekonder turu primer turundan az ise, sekonder voltajı primervoltajından az olur. Bu bir voltaj düşüren (Step-down)transformatördür. Şekil 2.3b deki örnekte gösterildiği gibi tur oranı0,5 ve primer voltajı 110VACdir, böylece sekonder voltajı 110VAC x 0,5= 55VAC olur.

Voltaj yükselten (Step-Up) Transformatörler

Eğer sekonder turu primer turundan fazla ise, sekonder voltajı primervoltajından fazla olur. Bu bir voltaj yükselten (Step-up)transformatördür. Şekil 2.3c de gösterilen örnekte tur oranı 3.18dir veprimer voltajı 110VAC, böylece sekonder voltajı 110VAC x 3.18 = 350VACdir

Güç transferi ve Verimlilik

Sekonderden çıkıp akan güç ile primere akan güç ilişkisi:
Vp x Ip = Vs x Is x n
Burada n: transformatör verimidir. Verim %100 ise veya n=1 ise, çıkışgücü, giriş gücüne eşit olacaktır. Böylece, eğer Vs Vp den küçük ise,Is Ip den büyük olmalıdır, ve eğer Vs Vp den büyük ise Is Ip den küçükolmalıdır. Bir güç trafosunun verimliliği genellikle %85 ile %95arasındadır.

AC VOLTAJ DEĞERLERİ

Bir dc voltajın genelde sadece bir ölçülen değeri vardır. Ac voltaj, kisürekli değişir, nasıl ölçüldüğüne bağlı olarak birçok değişik ölçülmüşdeğerlere sahip olabilir. Bu voltaj değerlerini iyi öğrenmek gerekirçünkü güç kaynağı tasarımında önemlidirler. Dha sonraki kısımlardaproje tasarımında kullanılacaklar.
Şekil 2.4, bilinen ac şebeke voltaj şeklinin zamana karşı çizilmesinigösteriyor. Zaman ekseni de ac devrinin (cycle) dönme derecesine göreayarlanmıştır. İlk 180 derece için, voltaj pozitif, sonraki 180 derecenegatiftir. Şebeke frekansı 60Hz (ABD'ye göre) olursa, bir 360derecelik tur dönüşü, bir saniyenin 60da birinde oluşur.

Vrms
Şebeke voltajının değeri tipik olarak 110VAC (ABD'ye göre) olarakbelirtilir, fakat gerçekte bu değer 110Vrms dir. Vrms Şekil 2.4'degösterildiği gibi normalde bir ac voltmetrede ölçülen değerdir. Vrmsgenellikle ac voltajın kullanılan değeridir, çünkü o, eşiti bir dcvoltaj gibi bir rezistif yüke aynı enerjiyi sağlayan bir ac voltajdır.

Vpk ve Vpp
Şekil 2.4'e baktığımızda ac voltajı tanımlayan başka değerlerin deolduğunu görürüz. Tepe voltajı (peak) Vpk, bir devirdeki en fazlavoltaj değeridir. Tepeden tepeye voltaj (peak to peak) Vpp, en fazlapozitif tepeden, en fazla negatif tepeye oplam voltaj değeridir. Birsinüs dalga voltajı için (ki bu matematiksel sinüs fonksiyonunun dönmeaçısı gibi değişen bir voltajdır) Şekil 2.4'de gösterildiği gibi, Vrmstepe voltajının %70.7sine eşittir. (Vrms= 0.707 x Vpk) Tersine Vpk,Vrms voltajın %141.4üdür. (Vpk= 1.414 x Vrms) Bir sinüs dalgası içintepeden tepeye voltaj, tepe voltajının iki mislidir. (Vpp= 2 x Vpk)