Схема двойного источника питания — от 230 В переменного тока до ±12 В постоянного тока

Двойная цепь питания от 230 В переменного тока до ±12 В постоянного тока

Как следует из названия, эта схема предназначена для преобразования сетевого напряжения около 220 В переменного тока в два напряжения:+12 В и -12 В постоянного тока. Особенность этой схемы в том, что мы получаем оба напряжения одновременно.

Есть некоторые конкретные приложения, в которых цепь требует положительного и отрицательного напряжения одинаковой величины в то же время, где схема с двойным источником питания пригодится. Это необходимо и необходимо для того, чтобы схема функционировала и не повреждала оборудование там, где требуется двойное питание. Простая схема решит эту проблему, и в этом отчете мы собираемся спроектировать и построить схему с двойным источником питания.

Связанные проекты:

• Схема автоматического выключателя света в ванной и принцип работы
• Автоматический дверной звонок с обнаружением объектов с помощью Arduino

Схема двойного блока питания

Подключите компоненты точно так, как показано на схеме ниже, чтобы схема работала правильно.

Необходимые материалы

1. Трансформатор с центральным отводом
2. Силовые диоды
3. Конденсаторы
4. ИС стабилизатора напряжения (IC7812 и 7912)
5. Переключатель
6. Нагрузка постоянного тока или двигатель

Связанные проекты:

• Схема преобразователя 12 В в 5 В — повышающие и понижающие преобразователи
• Простая принципиальная схема мигалки 24 В

Трансформер

Это универсальный сетевой трансформатор для монтажа на шасси. Трансформатор имеет первичную обмотку 240 В и вторую обмотку с отводом от середины. Трансформатор действует как понижающий трансформатор, понижающий 240 В переменного тока до 12 В постоянного тока.

Трансформатор – это электрическое устройство, которое используется для регулирования напряжения переменного тока. Трансформатор может быть спроектирован так, чтобы повышать или понижать напряжение, следовательно, выполнять функцию регулирования. Работа трансформатора проста, есть две обмотки, которые замкнуты друг на друга.

Из-за того, что через них проходит переменный ток, они создают вокруг себя магнитное поле. Взаимное индукционное взаимодействие между двумя катушками является причиной того, что в трансформаторе возможна передача энергии. Этот переменный магнитный поток индуцирует переменную электромагнитную силу или напряжение во вторичной обмотке. Одним из наиболее часто используемых сердечников для трансформаторов является кремнистая сталь с высокой проницаемостью. Принципиальная схема трансформатора приведена ниже.

Связанные сообщения:

• Список идей для финальных проектов в области электроники
• Идеи проекта по разработке электроники для студентов-инженеров
• Простые и базовые идеи мини-проекта по электронике для начинающих

Диод 1N4007

1N4007 — выпрямительный диод с PN-переходом. Эти типы диодов пропускают электрический ток только в одном направлении. 1N4007 имеет различные приложения в реальной жизни, например. применение обратных диодов, выпрямление источников питания общего назначения, инверторов, преобразователей и т. д.

Распиновка диода 1N4007
Номер контакта	Имя пин-кода	Оплата
1	Анод	+Ve
2	Катод	-Ве

На диаграмме выше показано символическое и фактическое изображение 1N4007. Понимание любого компонента электрической цепи значительно улучшается, когда известны электрические характеристики этого устройства.

Электрические характеристики 1N4007
Параметр	Значения	Единицы
Прямое напряжение при 1,0 А	1.1	В
Обратный ток при 25°C	5	мА
Общая емкость при частоте 1,0 МГц	15	пФ
Максимальный обратный ток полной нагрузки при 75°	30	мА
Средний выпрямленный прямой ток	1	А
Пиковое повторяющееся обратное напряжение	1000	В

Диод 1N4007 имеет следующие особенности:

• Низкий ток утечки
• Низкое прямое падение напряжения
• Высокая производительность в прямом направлении.

Связанные проекты:

• Схема детектора скорости автомобиля — рабочий и исходный код
• Схема цепи тестера кабелей и проводов

Этот диод имеет множество реальных применений во встроенных системах, некоторые из основных приложений, связанных с конкретным диодом, приведены ниже:

1. Конвертеры
2. Для переключения во встроенных системах
3. Применение обратных диодов
4. Инверторы
5. Общее выпрямление источников питания
6. Чтобы избежать обратного тока и защитить микроконтроллеры, такие как Arduino или микроконтроллер PIC.

Регулятор напряжения IC 7812

Из двух типов стабилизаторов напряжения IC 7812 создает положительное напряжение на выходе относительно общей земли. Существует аналогичная микросхема семейства 78**, то есть 7912, с помощью которой мы можем генерировать отрицательное напряжение относительно общей земли.

Несмотря на то, что существует множество типов упаковок, в которых этот регулятор продается, например, TO-3, TO-92 и упаковки для поверхностного монтажа, чаще всего он доступен в варианте с упаковкой ТО-220. Существует пороговое значение входного значения для правильной работы микросхемы.

Входное напряжение, подаваемое на микросхему в качестве входного, должно быть выше предполагаемого выходного напряжения. Это значение должно быть больше 2,5 В. Поскольку существует пороговое значение напряжения, существует также пороговое значение тока, в этом случае ток должен быть примерно на 1 ампер выше, чем выходной ток.

Преимущества IC 7812

• 7812 не нуждается в каких-либо других компонентах для балансировки или насыщения выходных данных.
• В микросхему встроена функция, защищающая ее от сильных скачков тока.
• Также имеется встроенный радиатор, который предотвращает перегрев микросхемы и возможное короткое замыкание всей цепи.

Связанные проекты:

• Система автоматизации умного дома — схема и исходный код
• Контроллер температуры паяльника

Вывод из IC 7812

У микросхемы есть три контакта. Контакт, который показан как «in», является положительным входом для IC. Вывод, который виден, - это то место, где микросхема будет генерировать положительный выходной сигнал. Также есть третий контакт, который является общим для входа и выхода.

Регулятор напряжения IC 7912

В отличие от микросхемы 7812, микросхема 7912 имеет функцию регулирования, ограничивающую выходное напряжение постоянным значением -12 В вместо +12 В. Из всех стабилизаторов напряжения с отрицательным значением 7912 является наиболее распространенным. IC 7912 из большой серии IC стабилизаторов напряжения под названием 79**. Поскольку это стабилизатор с цифрой 12 в конце, это стабилизатор напряжения, который дает на выходе -12 В.

Существует множество функций, аналогичных функциям IC 7812. Некоторые из них перечислены ниже:

• Минимальное напряжение, которое может быть подано на вход, может составлять около -14,5 В.
• Пиковый допустимый ток составляет около 2 А.
• Средний выходной ток до 1 А.
• Встроенные механизмы безопасности для защиты от перегрузки и короткого замыкания.
• Как и 7812, IC 7912 поставляется только в корпусе TO-220.

Схема IC с указанием ее трех контактов приведена ниже.

Некоторые приложения для этой ИС перечислены ниже.

• Схемы, которым требуется постоянное выходное напряжение -12 В, также может использоваться в качестве опорного напряжения для аналоговых и цифровых схем.
• Поскольку на его выходе проходит только определенное количество тока, его можно использовать в качестве ограничителя тока для таких приложений.
• Его можно использовать в сочетании с интегральной микросхемой регулятора положительного напряжения для создания двойных цепей питания.
• Поскольку они оснащены встроенными механизмами защиты от перенапряжения и короткого замыкания, их можно использовать в качестве выходной схемы защиты от неправильной полярности.

Связанные проекты:

• Схема электронного глаза — использование LDR и IC 4049 для контроля безопасности
• Схема автоматического светодиодного аварийного освещения

Работа двойной цепи питания

Работу схемы с двойным питанием можно объяснить в четыре этапа:

1. Преобразование сетевого питания 220 В в 12 В переменного тока с помощью подходящего понижающего трансформатора.

Поскольку вход для нашей схемы будет поступать от источника питания, мы должны сначала снизить напряжение до значения, достаточно близкого к желаемому выходу. В этом случае мы рассмотрели выходную форму трансформатора, с помощью которого мы понизим напряжение примерно до 12 В.

Первичная сторона трансформатора с отводом от середины подключена к сети, а выходное напряжение другой стороны составляет около 24 В. Это потому что; в данном случае мы используем трансформатор с центральным отводом. Трансформатор с отводом от середины выдает напряжение 24 В при измерении на концах внешней обмотки вторичной обмотки.

Но каждый из выводов при измерении относительно центрального ответвления покажет напряжение 12 В. И каждая сторона крана будет производить напряжение одинакового значения, но разной полярности. Итак, из нашей первой части мы создали два напряжения переменного тока, которые равны по величине, то есть 12 В, но они отстают друг от друга на 180 градусов.

1. Преобразование 12 В переменного тока в 12 В постоянного тока с помощью мостового выпрямителя .

Две внешние клеммы, вырабатывающие 12 В противоположной полярности, подключены к схеме мостового выпрямителя, в данном случае к полномостовому выпрямителю. Затем выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное. Это своего рода схема преобразователя, состоящая из диодов.

Для этой конкретной схемы с двойным источником питания диодный мост состоит из диодов с номинальным током 6А. И номинальное напряжение 400В. Эти значения выбраны с учетом того, что вход схемы будет от источника питания.

1. Фильтрация пульсаций на выходе выпрямителя

Схемы выпрямителей по своей сути создают пульсации на выходе. Выход, который имеет эти пульсации, не сможет правильно питать цепь. Итак, рябь должна быть отфильтрована. Эта задача выполняется с помощью конденсаторов, которые работают как фильтры. Значения конденсаторов, которые используются в схеме, составляют 2200 мкФ и номинальное напряжение 25 В. Это создаст напряжение постоянного тока 12 В с очень малой пульсацией.

1. Регулировка источника питания 12 В постоянного тока

Выводы конденсаторов не должны подключаться к цепи, которая должна быть запитана. Это связано с тем, что конденсаторы заряжаются до значения 12 В, потому что они подключены только к цепи фильтра. Как только любая другая цепь будет подключена, они изменятся соответствующим образом и не будут давать надлежащего результата.

Для этого нам нужен регулятор. В этой схеме используются стабилизаторы напряжения 7812 и 7912. Это регуляторы напряжения, которые вырабатывают как положительную, так и отрицательную полярность постоянного напряжения 12 В.

Применение двойной схемы питания

• Операционные усилители нуждаются в двух источниках питания:одном положительном, а другом отрицательном. Цепь операционных усилителей может питаться от двойной схемы источника питания.
• Когда двигатели постоянного тока используются в качестве нагрузки, они будут работать в каждой полярности в течение половины времени, чтобы имитировать аналогичное поведение, вместо этого можно использовать двойную цепь питания.