+ 12V a

Cílem tohoto projektu je převést 220V střídavé napájení na +12 V a -12 V DC, proto se jmenuje Dual Power Supply, protože současně získáváme kladné i záporné 12v napájení.

Toho lze dosáhnout ve třech jednoduchých krocích:

1. Nejprve se 220V AC převede na 12V AC pomocí jednoduchého transformátoru s redukcí (220V / 12V).
2. Za druhé, výstup tohoto transformátoru je dán obvodu usměrňovače, který převede střídavé napájení na stejnosměrné. Výstup obvodu usměrňovače, který je stejnosměrný, obsahuje zvlnění výstupního napětí. K odfiltrování těchto vln se používá kondenzátor 2200 uf, 25V.
3. Nakonec je výstup kondenzátoru, který je čistě stejnosměrný, dán regulátoru napětí IC 7812 a IC7912, který bude i přes změnu vstupního napětí regulovat výstupní napětí na 12V a -12 V DC.

Požadované komponenty:

• Středový transformátor (220V / 12V)
• Výkonové diody (6A) - 4č.
• Kondenzátor (2200μF, 25V) - 2č.
• Regulátor napětí (IC 7812 a 7912)
• Přepnout spínač
• Stejnosměrné zatížení (stejnosměrný motor)

Kruhový diagram:

Konstrukce obvodu duálního napájení:

Krok-I: Převod 220V AC na 12V AC pomocí transformátoru Step Down

Primární svorky středového transformátoru s odbočkami jsou připojeny k domácímu napájení (220 V stř. , 50 Hz) a výstup je odebírán ze sekundárních svorek transformátoru. Středová odbočka popisuje napěťový výstup transformátoru se středovou odbočkou. Například: Transformátor se středním odbočením 24 V bude měřit 24 V střídavého proudu přes dva vnější kohoutky (vinutí jako celek) a 12 V střídavého proudu z každého vnějšího kohoutku ke středovému kohoutku (poloviční vinutí). Tyto dva 12V napájecí zdroje jsou navzájem o 180 stupňů fázové, což z nich usnadňuje odvození kladného a záporného 12voltového stejnosměrného napájecího zdroje. Výhodou použití transformátoru se středovým odbočením je, že můžeme získat stejnosměrné napětí + 12V i -12V napájení pouze pomocí jednoho transformátoru.

VSTUP: 220 V stř. , 50 Hz

VÝSTUP: Mezi vnější svorkou a střední svorkou: 12V střídavý proud, 50 Hz

Mezi dvěma vnějšími svorkami: 24 V stříd. 50 Hz

Krok - II: Převod 12v AC na 12v DC pomocí Full Bridge Rectifier

Vnější dvě svorky středového transformátoru s odbočkami jsou připojeny k obvodu můstkového usměrňovače. Usměrňovací obvod je převodník, který převádí střídavé napájení na stejnosměrné . Obvykle se skládá z diodových spínačů, jak je znázorněno v schématu zapojení.

Chcete-li převést střídavý proud na stejnosměrný proud , můžeme vyrobit dva typy usměrňovačů, jeden je poloviční můstkový usměrňovač a druhý je plný můstkový usměrňovač. U polovičního můstkového usměrňovače je výstupní napětí polovinou vstupního napětí. Například pokud je vstupní napětí 24 V, pak výstupní stejnosměrné napětí je 12V a počet diod použitých v tomto typu usměrňovače je 2. U usměrňovače s plným můstkem je počet diod 4 a je zapojen podle obrázku a výstupní napětí je stejné jako vstupní napětí.

Zde se používá plný můstkový usměrňovač. Počet diod je tedy 4 a vstupní napětí (24 V stř. ) A výstupní napětí je také 24 V ss .

Pro, výstupní napětí plného můstkového usměrňovače, V _DC = 2Vm / Π, kde Vm = špičková hodnota napájecího napětí a Π je Pi

Průběh vstupního a výstupního napětí plného můstkového usměrňovače je uveden níže.

V tomto duálním napájecím obvodu je diodový můstkový usměrňovač tvořen čtyřmi výkonovými diodami 6A. Hodnocení této diody je 6A a 400V. Není nutné používat tolik diody s vysokou proudovou kapacitou, ale z důvodu bezpečnosti a flexibility se používá dioda s vysokou proudovou kapacitou. Obecně je kvůli rázovým proudům možné diodu poškodit, pokud jsme použili diodu s nízkým proudem.

Výstup usměrňovače není čistý stejnosměrný proud , ale obsahuje v něm vlnění.

VSTUP: 12V ac

VÝSTUP: 24V špička (s vlněním)

Krok III: Filtrování vlnky z výstupu:

Nyní nelze 24V stejnosměrný výstup, který obsahuje zvlnění mezi špičkami, připojit přímo k zátěži. K odstranění zvlnění ze zdroje se tedy používají filtrační kondenzátory. Nyní jsou použity dva filtrační kondenzátory o jmenovitém výkonu 2200uF a 25 V, jak je znázorněno na schématu zapojení. Spojení obou kondenzátorů je takové, že společná svorka kondenzátorů je připojena přímo k centrální svorce středního transformátoru s odbočkami. Nyní bude tento kondenzátor nabitý až 12 V DC, protože oba jsou připojeny ke společné svorce transformátoru. Kromě toho kondenzátory odstraní vlnění ze stejnosměrného napájení a poskytnou čistý stejnosměrný proud výstup. Výstup obou kondenzátorů však není regulován. Abychom regulovali napájení, je výstup kondenzátorů předán integrovaným obvodům regulátoru napětí, což je vysvětleno v dalším kroku.

VSTUP: 12V dc (s vlnami, ne čistý)

VÝSTUP: Napětí na kondenzátoru C _{1 =} 12V dc (čistý dc, ale neregulované)

Napětí na kondenzátoru C _{2 =} 12V DC (čistý DC, ale neregulované)

Krok IV: Regulace zdroje napájení 12 V DC

Další důležitou věcí je regulace výstupního napětí kondenzátorů, které se jinak bude měnit podle změny vstupního napětí. K tomu se v závislosti na požadavku výstupního napětí používají integrované obvody regulátoru . Pokud potřebujeme výstupní napětí + 12V, použije se IC 7812. Pokud je požadované výstupní napětí + 5V, použije se 7805 IC. Poslední dvě číslice IC udávají hodnotu výstupního napětí. Třetí poslední číslice ukazuje, že napětí je kladné nebo záporné. Pro kladné napětí (8) a pro záporné napětí (9) se používá číslo. IC7812 se tedy používá pro regulaci +12 V a IC7912 se používá pro regulaci napětí -12 V.

Nyní se připojení dvou integrovaných obvodů provádí podle schématu zapojení. Uzemňovací svorka obou integrovaných obvodů je spojena se středovou odbočkou transformátoru, aby se vytvořila reference. Nyní se měří výstupní napětí mezi výstupní svorkou a zemnicí svorkou pro oba integrované obvody.

VSTUP: 12V dc (čistý dc, ale není regulován)

VÝSTUP: + 12V ss mezi výstupní svorkou 7812 a zemí (čistý ss a regulovaný)

-12 V ss mezi výstupní svorkou 7912 a zemí (čistý ss a regulovaný)

Aplikace duálního napájecího obvodu:

• Operační zesilovače potřebují dva zdroje energie (obvykle jeden kladný zdroj a jeden záporný zdroj), protože operační zesilovač musí pracovat v obou polaritách příchozího signálu. Bez záporného zdroje se operační zesilovač během negativního cyklu signálu nedostane do akce. Takže výstup signální části bude "oříznut", to znamená, že zůstane na zemi sám; což se samozřejmě nedoporučuje.
• Pokud jsou jako zátěž použity stejnosměrné motory, pak pro + 12V se bude otáčet ve směru hodinových ručiček a pro -12V se bude otáčet v opačném směru. Například motory, které se používají v hračkách (auto, autobus atd.), Se budou pohybovat vpřed v případě + 12V a budou se pohybovat vzad v případě -12V. Ukázali jsme rotaci motoru v obou směrech pomocí tohoto duálního napájecího obvodu ve videu níže.

Zkontrolujte náš další napájecí obvod: