该项目的目的是将220V交流电源转换为+ 12V和-12v直流电源,这就是为什么它被称为双电源的原因,因为我们同时获得了正负12v电源。
这可以通过简单的三个步骤来实现:
- 首先,使用简单的降压(220V / 12V)变压器将220V AC转换为12V AC。
- 其次,该变压器的输出提供给整流器电路,该电路会将交流电源转换为直流电源。整流电路的直流输出包含输出电压中的纹波。为了滤除这些纹波,使用了2200 uf,25V的电容器。
- 最后,将纯直流电容器的输出提供给稳压器IC 7812和IC7912,尽管输入电压发生变化,稳压器IC 7812和IC7912仍将输出电压调节为12V和-12V DC。
所需组件:
- 中心抽头变压器(220V / 12V)
- 功率二极管(6A)– 4号
- 电容器(2200μF,25V)– 2号
- 稳压器(IC 7812&7912)
- 拨动开关
- 直流负载(直流电动机)
电路原理图:
构建双电源电路:
步骤I:使用降压变压器将220v AC转换为12v AC
中心抽头变压器的初级端子与家用电源( 交流 220V ,50Hz)连接,并且输出从变压器的次级端子获取。中心抽头描述了中心抽头变压器的电压输出。例如:24V中心抽头变压器将在外部两个抽头(整个绕组)上测量24V 交流电 ,从每个外部抽头到中心抽头(半绕组)的 交流 12V 交流电 。这两个12V 交流 电源彼此之间的相位差为180度,因此可以轻松地从它们获得正和负12伏 直流 电源。使用中心抽头变压器的优势是我们可以同时获得+ 12V和-12V 直流电 仅使用一台变压器供电。
输入:220V ac ,50 Hz
输出:外部端子和中间端子之间: 交流 12V ,50 Hz
在两个外部端子之间:24V 交流电。 50赫兹
步骤– II:使用全桥整流器将12v AC转换为12v DC
中心抽头变压器的外部两个端子连接到桥式整流电路。整流电路是一个转换器,可将 交流 电源转换为 直流 电源。它通常由二极管开关组成,如电路图所示。
要将 交流电 转换为 直流电 ,我们可以制造两种类型的整流器,一种是半桥式整流器,另一种是全桥式整流器。在半桥整流器中,输出电压为输入电压的一半。例如,如果输入电压为24V,则输出 直流 电压为12V,并且该类型的整流器中使用的二极管数量为2。在全桥整流器中,二极管的数量为4,如图所示进行连接,输出电压为与输入电压相同。
在这里,使用全桥整流器。因此,二极管的数量为4,输入电压(24V ac )和输出电压也为24V dc, 其中有纹波。
对于全桥整流器输出电压,
V DC = 2Vm /Π其中,Vm =交流电源电压的峰值,Π是Pi
该全桥整流器的输入和输出电压的波形被如下所示。
在此双电源电路中,二极管桥式整流器由6A四个功率二极管组成。该二极管的额定值为6A和400V。不需要使用这么多的高电流容量二极管,但是出于安全性和灵活性的目的,使用了高电流容量二极管。通常,由于电流激增,如果使用低安培额定值的二极管,则有可能损坏二极管。
整流器的输出不是纯 直流电 ,而是其中包含纹波。
输入: 交流 12V
输出: 24V 峰值 (带有波纹)
步骤III:从输出中过滤涟漪图:
现在,包含峰到峰纹波的24V 直流 输出无法直接连接到负载。因此,为了消除电源纹波,使用了滤波电容器。现在,使用两个额定值为2200uF和25 V的滤波电容器,如电路图所示。两个电容器的连接应使电容器的公共端子直接连接到中心抽头变压器的中心端子。现在,由于两个电容器均与变压器的公共端相连,该电容器将被充电至高达12V dc 。此外,电容器将消除 直流 电源的纹波,并提供纯 直流电 输出。但是,两个电容器的输出均未调节。因此,为了调节电源,将电容器的输出提供给电压调节器IC,这将在下一步中进行说明。
输入: 12V dc (有波纹,不是纯净的)
输出:电容器 C 1上的 电压= 12V dc (纯 dc, 但未调节)
电容器 C 2上的 电压= 12V dc (纯 dc, 但未调节)
步骤IV:调节12v直流电源
下一件重要的事情是调节电容器的输出电压,否则该电容器将根据输入电压的变化而变化。为此,根据输出电压要求,使用了稳压器IC 。如果需要输出电压+ 12V,则使用IC 7812。如果要求的输出电压为+ 5V,则使用7805 IC。 IC的最后两位给出输出电压额定值。最后三位数字表示电压为正或负。对于正电压(8)和负电压(9),使用数字。因此,IC7812用于+ 12v调节,而IC7912用于-12v电压调节。
现在,两个IC的连接已完成,如电路图所示。两个IC的接地端子都与变压器的中心抽头端子连接,以便创建参考。现在,测量两个IC的输出端子和接地端子之间的输出电压。
输入: 12V 直流电 (纯 直流电 但未稳压)
输出: 7812的输出端子和地面之间的+ 12V 直流电 (纯 直流电 和稳压)
在7912输出端子和地面之间的 -12V 直流电 (纯 直流电 和稳压)
双电源电路的应用:
- 运算放大器需要两个电源(通常是一个+ ve电源和一个-ve电源),因为运算放大器必须在输入信号的两个极性下工作。如果没有负电源,则运算放大器在信号的负周期内不会动作。因此,该信号部分的输出将被“削波”,也就是说,其自身将保持接地。显然不建议这样做。
- 如果将直流电动机用作负载,则在+ 12V时它将沿顺时针方向旋转,在-12V时它将沿相反方向旋转。例如,玩具(汽车,公共汽车等)中使用的电动机在+ 12V的情况下将向前移动,而在-12V的情况下将反向移动。我们在下面的视频中使用该双电源电路显示了电机在两个方向上的旋转。
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