+ 12 В і

Метою цього проекту є перетворення джерела живлення змінного струму 220 В на джерела живлення постійного струму +12 В та -12 В постійного струму, тому він отримав назву Подвійне джерело живлення, оскільки ми отримуємо позитивні та негативні джерела живлення 12 В одночасно.

Цього можна досягти простими трьома кроками:

1. По-перше, 220 В змінного струму перетворюється на 12 В змінного струму за допомогою простого понижуючого (220 В / 12 В) трансформатора.
2. По-друге, вихід цього трансформатора подається на схему випрямляча, яка перетворить джерело змінного струму в джерело постійного струму. Вихід ланцюга випрямляча, який є постійним струмом, містить пульсації вихідної напруги. Для фільтрування цих пульсацій використовується конденсатор 2200 мкФ, 25 В.
3. Нарешті, вихід конденсатора, що є постійним струмом, передається на регулятор напруги IC 7812 та IC7912, який регулюватиме вихідну напругу на 12 В та -12 В постійного струму, незважаючи на зміну вхідної напруги.

Необхідні компоненти:

• Трансформатор з центральним відводом (220 В / 12 В)
• Діоди живлення (6А) - 4Ні.
• Конденсатор (2200мкФ, 25В) - 2Ні.
• Регулятор напруги (IC 7812 і 7912)
• Тумблер
• Навантаження постійного струму (двигун постійного струму)

Кругова діаграма:

Побудова подвійного ланцюга живлення:

Крок-I: Перетворення змінного струму 220 В на 12 В змінного струму за допомогою трансформатора Step Down

Первинні клеми трансформатора з центральним відведенням з'єднані з побутовим джерелом живлення (220 В змінного струму , 50 Гц), а вихід подається на вторинні клеми трансформатора. Центральний відвід описує вихідну напругу трансформатора з центральним відводом. Наприклад: трансформатор з центральним відводом 24 В вимірюватиме 24 В змінного струму на двох зовнішніх кранах (обмотка в цілому) і 12 В змінного струму від кожного зовнішнього крана до центрального крана (половина обмотки). Ці два джерела живлення змінного струму 12 В не відповідають фазі між собою на 180 градусів, що дозволяє легко отримувати від них позитивні та негативні джерела живлення постійного струму 12 вольт. Перевагою використання трансформатора з центральним відводом є те, що ми можемо отримати постійний струм + 12 В та -12 В живлення за допомогою лише одного трансформатора.

ВХІД: 220 В змінного струму , 50 Гц

ВИХІД: Між зовнішньою та середньою клемою: 12 В змінного струму, 50 Гц

Між двома зовнішніми клемами: 24 В змінного струму 50 Гц

Крок - II: Перетворення змінного струму 12 В у змінний струм 12 В за допомогою повного мостового випрямляча

Два зовнішні клеми трансформатора з центральним відводом з'єднані з ланцюгом мостового випрямляча. Схема випрямляча - це перетворювач, який перетворює живлення змінного струму в джерело постійного струму. Як правило, він складається з діодних перемикачів, як показано на схемі.

Для перетворення змінного струму в постійний ми можемо виготовити два типи випрямлячів, один з них - напівмостовий, а другий - повномостовий. У напівмостовому випрямлячі вихідна напруга дорівнює половині вхідної напруги. Наприклад, якщо вхідна напруга 24 В, то вихідна напруга постійного струму становить 12 В, а кількість діодів, що використовуються в цьому типі випрямляча, дорівнює 2. У повному мостовому випрямлячі кількість діодів дорівнює 4, і він підключений, як показано на малюнку, а вихідна напруга така ж, як і вхідна напруга.

Тут використовується повний мостовий випрямляч. Отже, кількість діодів - 4, а вхідна напруга (24 В змінного струму ), а вихідна напруга - також 24 В постійного струму з пульсаціями.

Для вихідної напруги повного мостового випрямляча, V _DC = 2Vm / Π де, Vm = пікове значення змінної напруги живлення і Π дорівнює Pi

Форма сигналу вхідної та вихідної напруги повного мостового випрямляча така, як показано нижче.

У цьому подвійному ланцюзі живлення діодний мостовий випрямляч складається з чотирьох діодів живлення 6А. Рейтинг цього діода становить 6А та 400В. Немає необхідності використовувати таку велику величину діода з великою струмовою здатністю, але з міркувань безпеки та гнучкості використовується діод із великою струмовою ємністю. Як правило, через стрибки струму можна пошкодити діод, якщо ми використовували діод із низьким номіналом струму.

Вихід випрямляча не є чистим постійним струмом , але він містить пульсації в ньому.

ВХІД: 12 В змінного струму

ВИХІД: пік 24 В (з пульсаціями)

Крок III: Відфільтруйте пульсації з результату:

Тепер вихід 24 В постійного струму, який містить пульсації від піку до піку, не можна підключити безпосередньо до навантаження. Отже, для видалення пульсацій з подачі використовуються фільтрувальні конденсатори. Тепер використовуються два фільтруючі конденсатори номіналом 2200 мкФ і 25 В, як показано на схемі. Обидва конденсатори підключаються таким чином, що загальна клема конденсаторів підключається безпосередньо до центральної клеми трансформатора з центральним відводом. Тепер цей конденсатор буде заряджений до 12 В постійного струму, оскільки обидва вони підключені до загальної клеми трансформатора. Крім того, конденсатори видалять пульсації з джерела постійного струму і дають чистий постійний струм вихід. Але вихід обох конденсаторів не регулюється. Отже, для регулювання живлення вихід конденсаторів подається на мікросхеми регулятора напруги, що пояснюється на наступному кроці.

ВХІД: 12 В постійного струму (з пульсаціями, не чисто)

ВИХІД: Напруга на конденсаторі C _{1 =} 12 В постійного струму (чистий постійний струм, але не регулюється)

Напруга на конденсаторі C _{2 =} 12 В постійного струму (чистий постійний струм, але не регулюється)

Крок IV: Регулюйте джерело живлення постійного струму 12 В

Наступним важливим є регулювання вихідної напруги конденсаторів, яка в іншому випадку буде змінюватися відповідно до зміни вхідної напруги. Для цього, залежно від вимоги вихідної напруги, використовуються мікросхеми регулятора . Якщо нам потрібна вихідна напруга + 12 В, тоді використовується IC 7812. Якщо необхідна вихідна напруга становить + 5 В, використовується 7805 IC. Останні дві цифри мікросхеми дають номінальну вихідну напругу. Третя остання цифра показує позитивну або негативну напругу. Для позитивної напруги (8) та для негативної напруги (9) використовується число. Отже, IC7812 використовується для регулювання + 12v, а IC7912 - для регулювання напруги -12v.

Тепер підключення двох ІС виконується, як показано на схемі. Клема заземлення обох мікросхем з'єднана з центральною клемою трансформатора для створення еталону. Тепер вихідні напруги вимірюються між вихідною клемою і клемою заземлення для обох ІС.

ВХІД: 12 В постійного струму (чистий постійний струм, але не регулюється)

ВИХІД: + 12 В постійного струму між вихідною клемою 7812 і землею (чистий постійний струм і регульований)

-12 В постійного струму між вихідною клемою 7912 і землею (чистий постійний струм і регульований)

Застосування подвійного ланцюга живлення:

• Для операційних підсилювачів потрібні два джерела живлення (зазвичай одне джерело + ve та одне -ve джерело), ​​оскільки операційний підсилювач повинен працювати в обох полярностях вхідного сигналу. Без негативного джерела операційний підсилювач не спрацює під час негативного циклу сигналу. Таким чином, вихід сигналу буде "обрізаний", тобто залишиться на самому ґрунті що, очевидно, не рекомендується.
• Якщо двигуни постійного струму використовуються як навантаження, то при + 12В він буде обертатися в напрямку за годинниковою стрілкою, а при -12В - в протилежному напрямку. Наприклад, двигуни, які використовуються у іграшках (автомобіль, автобус тощо), рухатимуться вперед у разі + 12 В, а в зворотному напрямку - у випадку -12 В. Ми показали обертання двигуна в обох напрямках, використовуючи цю схему подвійного живлення, у відео нижче.

Перевірте інший наш ланцюг живлення: