+ 12V a

Cieľom tohto projektu je previesť napájanie 220 V na zdroj +12 V a -12 V ss., A preto dostal názov Dual Power Supply, pretože súčasne dostaneme kladný aj záporný zdroj 12V.

To sa dá dosiahnuť v jednoduchých troch krokoch:

1. Najprv sa 220V AC prevedie na 12V AC pomocou jednoduchého transformátora so zníženým stupňom (220V / 12V).
2. Po druhé, výstup tohto transformátora je daný do usmerňovacieho obvodu, ktorý premení striedavé napájanie na jednosmerné napájanie. Výstup obvodu usmerňovača, ktorý je jednosmerný prúd, obsahuje vlnenie výstupného napätia. Na odfiltrovanie týchto vlniek sa používa kondenzátor 2200 uf, 25V.
3. Napokon je výstup kondenzátora, ktorý je čistým jednosmerným prúdom, napájaný regulátorom napätia IC 7812 a IC7912, ktorý bude napriek zmene vstupného napätia regulovať výstupné napätie na 12V a -12 V DC.

Požadované komponenty:

• Centrálny odbočkový transformátor (220V / 12V)
• Výkonové diódy (6A) - 4č.
• Kondenzátor (2200 μF, 25 V) - 2 č.
• Regulátor napätia (IC 7812 a 7912)
• Prepínač
• Jednosmerné zaťaženie (jednosmerný motor)

Schéma zapojenia:

Konštrukcia duálneho napájacieho obvodu:

Krok-I: Konverzia 220V AC na 12V AC pomocou transformátora Step Down

Primárne svorky stredového transformátora s odbočkami sú pripojené k zdroju pre domácnosť (220 V str. , 50 Hz) a výstup sa odoberá zo sekundárnych svoriek transformátora. Stredová odbočka popisuje výstup napätia transformátora so stredovou odbočkou. Napríklad: Stredový odbočný transformátor 24 V bude merať 24 V striedavého napätia na vonkajších dvoch odbočkách (vinutie ako celok) a 12 V striedavý prúd z každého vonkajšieho odbočenia do stredného odbočovača (polovičné vinutie). Tieto dva napájacie zdroje 12V majú navzájom fázový rozdiel 180 stupňov, čo z nich umožňuje ľahko odvodiť kladné a záporné 12 voltové jednosmerné napájanie. Výhodou použitia stred transformátora s odbočkami ich môžeme dostať aj + 12V a -12V dc napájanie iba pomocou jedného transformátora.

VSTUP: 220 V str. , 50 Hz

VÝSTUP: Medzi vonkajšou a strednou svorkou: 12V striedavý prúd, 50 Hz

Medzi dvoma vonkajšími svorkami: 24 V str. 50 Hz

Krok - II: Konverzia 12V na 12V pomocou Full Bridge Rectifier

Vonkajšie dve svorky stredového transformátora s odbočkami sú pripojené k obvodu mostového usmerňovača. Usmerňovací obvod je prevodník, ktorý prevádza striedavé napájanie na jednosmerné napájanie. Spravidla sa skladá z diódových spínačov, ako je znázornené na schéme zapojenia.

Na premenu striedavého prúdu na dc môžeme vyrobiť dva typy usmerňovačov, jeden je polovičný mostíkový usmerňovač a druhý je plný mostíkový usmerňovač. V polovičnom mostíkovom usmerňovači je výstupné napätie polovica vstupného napätia. Napríklad, ak je vstupné napätie 24 V, potom je výstupné jednosmerné napätie 12V a počet diód použitých v tomto type usmerňovača je 2. V celom mostíkovom usmerňovači je počet diód 4 a je zapojený podľa obrázku a výstupné napätie je rovnaké ako vstupné napätie.

Tu sa používa plný mostíkový usmerňovač. Takže počet diód sú 4 a vstupné napätie (24V AC ) a výstupné napätie je 24V DC s vlnky v ňom.

Pre, výstupné napätie plného mostíka usmerňovača, V _DC = 2Vm / Π, kde Vm = špičková hodnota napájacieho napätia a Π je Pi

Priebeh vstupného a výstupného napätia plného mostíkového usmerňovača je uvedený nižšie.

V tomto duálnom napájacom obvode je diódový mostíkový usmerňovač tvorený štyrmi výkonovými diódami 6A. Hodnotenie tejto diódy je 6A a 400V. Nie je potrebné používať toľko diód s vysokým prúdom, ale z dôvodu bezpečnosti a flexibility sa používa dióda s veľkým prúdom. Spravidla je z dôvodu prúdových rázov možné poškodiť diódu, ak sme používali diódu s nízkym prúdom.

Výstup usmerňovača nie je čistý jednosmerný prúd , ale sú v ňom vlnky.

VSTUP: 12V ac

VÝSTUP: 24V špička (s vlnkami)

Krok III: Filtrovanie vlnky z výstupu:

Teraz nie je možné 24 V ss výstup, ktorý obsahuje zvlnenie medzi špičkami, pripojiť priamo k záťaži. Na odstránenie zvlnenia zo zdroja sa teda používajú filtračné kondenzátory. Teraz sa používajú dva filtračné kondenzátory s výkonom 2200uF a 25 V, ako je znázornené na schéme zapojenia. Pripojenie oboch kondenzátorov je také, že spoločná svorka kondenzátorov je pripojená priamo k stredovej svorke stredného transformátora so odbočkami. Teraz bude tento kondenzátor nabitý až na 12 V ss., Pretože obidva sú pripojené k spoločnej svorke transformátora. Okrem toho budú kondenzátory odstrániť vlnky zo jednosmerného napätia a dať čisté dc výkon. Ale výstup oboch kondenzátorov nie je regulovaný. Aby sa regulovalo napájanie, výstup kondenzátorov sa dáva do integrovaných obvodov regulátora napätia, čo je vysvetlené v ďalšom kroku.

VSTUP: 12V dc (s vlnkami, nie čistý)

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

Napätie na kondenzátore C _{2 =} 12V dc (čistý dc, ale neregulované)

Krok IV: Regulujte napájanie 12 V DC

Ďalšou dôležitou vecou je regulácia výstupného napätia kondenzátorov, ktoré sa inak budú meniť podľa zmeny vstupného napätia. Na to sa v závislosti od požiadavky na výstupné napätie používajú integrované obvody regulátora . Ak potrebujeme výstupné napätie + 12V, použije sa IC 7812. Ak je požadované výstupné napätie +5 V, použije sa 7805 IC. Posledné dve číslice IC udávajú hodnotu výstupného napätia. Tretia posledná číslica ukazuje, že napätie je kladné alebo záporné. Pre kladné napätie (8) a pre záporné napätie (9) sa používa číslo. IC7812 sa teda používa na reguláciu +12 V a IC7912 sa používa na reguláciu napätia -12 V.

Teraz sa pripojenie dvoch integrovaných obvodov vykonáva podľa schémy zapojenia. Uzemňovacia svorka oboch integrovaných obvodov je spojená so stredovou odbočkovou svorkou transformátora, aby sa vytvorila referencia. Teraz sa výstupné napätia merajú medzi výstupnou svorkou a uzemňovacou svorkou pre oba integrované obvody.

VSTUP: 12V dc (čistý dc, ale nie regulovaný)

VÝSTUP: + 12V ss medzi výstupnou svorkou 7812 a zemou (čistý dc a regulovaný)

12V DC medzi výstupnú svorku 7912 a kostrou (čisté dc a regulovaným)

Aplikácie duálneho napájacieho obvodu:

• Operačné zosilňovače potrebujú dva zdroje napájania (zvyčajne jeden kladný zdroj a jeden záporný zdroj), pretože operačný zosilňovač musí pracovať v oboch polaritách prichádzajúceho signálu. Bez záporného zdroja sa operačný zosilňovač počas záporného cyklu signálu nerozbehne. Takže výstup signálnej časti bude „orezaný“, to znamená, že zostane na zemi sám; čo sa samozrejme neodporúča.
• Ak sa ako záťaž používajú jednosmerné motory, potom sa pri + 12V bude otáčať v smere hodinových ručičiek a pri -12 V sa bude otáčať v opačnom smere. Napríklad motory používané v hračkách (auto, autobus, atď.) Sa budú pohybovať dopredu v prípade +12 V a naopak. Na tomto videu sme si pomocou tohto obvodu s dvojitým napájaním ukázali rotáciu motora v oboch smeroch.

Skontrolujte náš ďalší napájací obvod: