+ 12V i

Celem tego projektu jest zamiana zasilania 220V AC na zasilanie + 12V i -12V DC, dlatego nosi nazwę Dual Power Supply, ponieważ otrzymujemy jednocześnie dodatnie i ujemne zasilanie 12v.

Można to osiągnąć w trzech prostych krokach:

1. Po pierwsze, 220 V AC jest zamieniane na 12 V AC za pomocą prostego transformatora obniżającego napięcie (220 V / 12 V).
2. Po drugie, wyjście tego transformatora jest podawane do obwodu prostownika, który zamienia zasilanie AC na zasilanie DC. Wyjście obwodu prostownika, którym jest prąd stały, zawiera tętnienia napięcia wyjściowego. Aby odfiltrować te tętnienia, zastosowano kondensator 2200 uf, 25V.
3. Wreszcie, wyjście kondensatora, który jest czystym prądem stałym, jest podawane do regulatorów napięcia IC 7812 i IC7912, które będą regulować napięcie wyjściowe przy 12 V i -12 V DC, pomimo zmiany napięcia wejściowego.

Wymagane komponenty:

• Centralny transformator z odczepem (220V / 12V)
• Diody mocy (6A) - 4
• Kondensator (2200μF, 25V) - 2
• Regulator napięcia (IC 7812 i 7912)
• Przełącznik
• Obciążenie DC (silnik DC)

Schemat obwodu:

Budowa obwodu podwójnego zasilania:

Step-I: Konwersja 220 V AC na 12 V AC za pomocą transformatora obniżającego napięcie

Zaciski pierwotne transformatora z odczepami środkowymi są podłączone do zasilania domowego (220 V AC , 50 Hz), a wyjście jest pobierane z zacisków wtórnych transformatora. Środek odczepiony opisuje napięcie wyjściowe transformatora z odczepem środkowym. Na przykład: 24 V transformator z centralnym zaczepem będzie mierzył 24 V AC na dwóch zewnętrznych zaczepach (uzwojenie jako całość) i 12 V AC z każdego zewnętrznego zaczepu do środkowego zaczepu (pół uzwojenia). Te dwa zasilacze 12 V prądu przemiennego są przesunięte w fazie o 180 stopni, co ułatwia uzyskanie z nich dodatnich i ujemnych zasilaczy 12 V prądu stałego . Zaletą zastosowania transformatora z odczepem centralnym jest to, że możemy uzyskać napięcie + 12V i -12V DC zasilanie za pomocą tylko jednego transformatora.

WEJŚCIE: 220 V ac , 50 Hz

WYJŚCIE: między zaciskiem zewnętrznym i środkowym: 12 V AC, 50 Hz

Między dwoma zewnętrznymi zaciskami: 24 V AC. 50 Hz

Krok - II: Konwersja 12 V AC na 12 V DC za pomocą prostownika Full Bridge

Dwa zewnętrzne zaciski środkowego transformatora zaczepowego są podłączone do obwodu mostka prostowniczego. Obwód prostownika to konwerter, który przekształca zasilanie prądem przemiennym na napięcie stałe . Zwykle składa się z przełączników diodowych, jak pokazano na schemacie obwodu.

Aby zamienić prąd zmienny na prąd stały , możemy wykonać dwa typy prostowników, jeden to prostownik półmostkowy, a drugi to prostownik mostkowy. W prostowniku półmostkowym napięcie wyjściowe jest równe połowie napięcia wejściowego. Na przykład, jeśli napięcie wejściowe wynosi 24 V , to wyjściowe napięcie stałe wynosi 12 V, a liczba diod zastosowanych w tego typu prostowniku wynosi 2. W prostowniku z pełnym mostkiem liczba diod wynosi 4 i jest podłączona zgodnie z rysunkiem, a napięcie wyjściowe takie samo jak napięcie wejściowe.

Tutaj używany jest pełny mostek prostowniczy. Tak więc liczba diod wynosi 4, a napięcie wejściowe (24 V AC ) i napięcie wyjściowe również wynosi 24 V DC z tętnieniami.

Dla pełnego napięcia wyjściowego prostownika mostkowego, V _DC = 2Vm / Π gdzie, Vm = wartość szczytowa napięcia zasilania AC, a Π to Pi

Przebieg napięcia wejściowego i wyjściowego pełnego mostka prostownika jest taki jak pokazano poniżej.

W tym obwodzie podwójnego zasilania diodowy mostek prostowniczy składa się z czterech diod mocy 6A. Ocena tej diody to 6A i 400V. Nie jest konieczne stosowanie tak dużej ilości diod o dużej wydajności prądowej, ale ze względu na bezpieczeństwo i elastyczność, stosowana jest dioda o dużej pojemności prądowej. Generalnie ze względu na przepięcia prądu możliwe jest uszkodzenie diody, jeśli zastosowaliśmy diodę o niskim natężeniu prądu.

Wyjście prostownika nie jest czystym prądem stałym , ale zawiera w sobie zmarszczki.

WEJŚCIE: 12V ac

WYJŚCIE: szczyt 24 V (z tętnieniami)

Krok III: odfiltruj fale z danych wyjściowych:

Teraz wyjście 24 V DC, które zawiera tętnienia od szczytu do szczytu, nie może być podłączone bezpośrednio do obciążenia. Tak więc, aby usunąć tętnienia z zasilania, stosowane są kondensatory filtrujące. Teraz zastosowano dwa kondensatory filtrujące o mocy 2200 uF i 25 V, jak pokazano na schemacie obwodu. Połączenie obu kondensatorów jest takie, że wspólny zacisk kondensatorów jest podłączony bezpośrednio do środkowego zacisku transformatora z zaczepami środkowymi. Teraz ten kondensator zostanie naładowany do 12 V DC, ponieważ oba są połączone ze wspólnym zaciskiem transformatora. Ponadto kondensatory usuwają tętnienia z zasilania DC i dają czysty DC wynik. Ale moc wyjściowa obu kondensatorów nie jest regulowana. Tak więc, aby regulować zasilanie, wyjście kondensatorów jest przekazywane do układów scalonych regulatora napięcia, co zostanie wyjaśnione w następnym kroku.

WEJŚCIE: 12 V DC (z tętnieniami, nieczyste)

WYJŚCIE: napięcie na kondensatorze C _{1 =} 12 V DC (czysty DC, ale nie regulowany)

Napięcie na kondensatorze C _{2 =} 12 V DC (czysty DC, ale nie regulowany)

Krok-IV: Regulacja zasilania 12 V DC

Następną ważną rzeczą jest regulacja napięcia wyjściowego kondensatorów, które w przeciwnym razie będzie się zmieniać zgodnie ze zmianą napięcia wejściowego. W tym celu, w zależności od wymaganego napięcia wyjściowego, stosuje się układy scalone regulatorów . Jeśli potrzebujemy napięcia wyjściowego + 12V, to używany jest układ IC 7812. Jeśli wymagane napięcie wyjściowe wynosi + 5 V, używany jest układ 7805 IC. Ostatnie dwie cyfry IC określają napięcie wyjściowe. Trzecia ostatnia cyfra wskazuje, że napięcie jest dodatnie lub ujemne. Dla napięcia dodatniego (8) i dla napięcia ujemnego (9) stosuje się liczbę. Więc IC7812 jest używany do regulacji napięcia +12 v, a IC7912 jest używany do regulacji napięcia -12 V.

Teraz podłączenie dwóch układów scalonych jest wykonane zgodnie ze schematem połączeń. Zacisk uziemienia obu układów scalonych jest połączony ze środkowym zaciskiem transformatora w celu utworzenia odniesienia. Teraz napięcia wyjściowe są mierzone między zaciskiem wyjściowym a zaciskiem uziemienia dla obu układów scalonych.

WEJŚCIE: 12 V DC (czysty DC, ale nie regulowany)

WYJŚCIE: + 12V DC między zaciskiem wyjściowym 7812 a masą (czysty DC i regulowany)

-12 V DC między zaciskiem wyjściowym 7912 a uziemieniem (czysty DC i regulowany)

Zastosowania obwodu podwójnego zasilania:

• Wzmacniacze operacyjne wymagają dwóch źródeł zasilania (zwykle jednego źródła + ve i jednego źródła), ponieważ wzmacniacz operacyjny musi działać w obu polaryzacjach przychodzącego sygnału. Bez źródła ujemnego wzmacniacz operacyjny nie zacznie działać podczas ujemnego cyklu sygnału. Tak więc wyjście tej części sygnału zostanie „obcięte”, to znaczy pozostanie na samej masie; co oczywiście nie jest zalecane.
• Jeśli jako obciążenie używane są silniki prądu stałego, to dla + 12V będzie się obracać w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, a dla -12V będzie się obracać w przeciwnym kierunku. Na przykład silniki, które są używane w zabawkach (samochód, autobus itp.), Będą poruszać się do przodu w przypadku + 12V, a do tyłu w przypadku -12V. Pokazaliśmy obroty silnika w obu kierunkach, używając tego obwodu podwójnego zasilania, na poniższym wideo.

Sprawdź nasz inny obwód zasilania: