将220V AC电源转换为+12V和-12v直流电源的步骤

科技观察员 2022-11-30 28170

描述

该项目的目标是将220V AC电源转换为+12V和-12v直流电源，这就是为什么它被命名为双电源，因为我们同时获得正负12v电源。

这可以通过简单的三个步骤来实现：

首先，通过使用简单的降压（220V/12V）变压器将220V AC转换为12V AC。

其次，该变压器的输出被给予整流电路，整流电路将交流电源转换为直流电源。直流整流电路的输出包含输出电压中的纹波。为了滤除这些纹波，使用2200 uf，25V的电容器。

最后，纯直流电容器的输出提供给稳压器IC 7812和IC7912，无论输入电压发生变化，它们都将输出电压调节为12V和-12V DC。

所需组件：

中心抽头变压器（220V/12V）

功率二极管（6A） – 4 否

电容器（2200μF， 25V） – 2No.

稳压器（IC 7812和7912）

拨动开关

直流负载（直流电机）

电路图：

双电源

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（220V 交流，50Hz）连接，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 中心抽头变压器将测量外两个抽头（绕组作为一个整体）上的 24V 交流电，以及从每个外抽头到中心抽头（半绕组）的 12V 交流电。这两个 12V 交流电源彼此异相 180 度，因此很容易从它们获得正负 12 伏直流电源。使用中心抽头变压器的优点是，我们只需使用一台变压器即可获得+12V和-12V直流电源。

双电源

输入：220V 交流，50 Hz

输出：外部端子和中间端子之间：12V 交流，50 Hz

两个外部端子之间：24V 交流 50 Hz

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。整流电路是一种转换器，它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，我们可以制作两种类型的整流器，一种是半桥整流器，第二种是全桥整流器。在半桥整流器中，输出电压是输入电压的一半。例如，如果输入电压为24V，则输出直流电压为12V，此类整流器中使用的二极管数量为2。在全桥整流器中，二极管数量为4个，如图所示连接，输出电压与输入电压相同。

这里使用全桥整流器。因此，二极管数量为4，输入电压（24V ac），输出电压也是24V dc，其中有纹波。

对于，全桥整流器输出电压，

VDC = 2Vm / Π where, Vm=peak value of ac supply voltage and Π is Pi

全桥整流器的输入和输出电压波形如下图所示。

双电源

在该双电源电路中，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。没有必要使用这么多大电流容量二极管，但由于安全性和灵活性的目的，使用高电流容量二极管。通常，由于电流浪涌，如果我们使用低安培额定值二极管，则可能会损坏二极管。

整流器的输出不是纯直流，但其中包含纹波。

输入：12V 交流

输出：24V峰值（带纹波）

第三步：从输出中过滤波纹：

现在，包含峰峰值纹波的24V直流输出无法直接连接到负载。因此，为了消除电源中的纹波，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。两个电容器的连接使得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，该电容器将充电至12V dc，因为两者都与变压器的公共端子连接。此外，电容器将消除直流电源的纹波，并提供纯直流输出。但是，两个电容器的输出都没有调节。因此，为了使电源得到调节，电容器的输出被提供给稳压器IC，这将在下一步中解释。

输入：12V 直流（带纹波，非纯）

输出：电容器两端的电压C1 =12V 直流（纯直流，但无稳压）

电容器两端的电压C2 =12V 直流（纯直流，但无稳压）

双电源

第四步：调节12v直流电源

下一个重要的事情是调节电容器的输出电压，否则电容器会根据输入电压的变化而变化。为此，根据输出电压要求，使用稳压器IC。如果我们需要输出电压+12V，则使用IC 7812。如果需要输出电压为+5V，则使用7805 IC。IC的最后两位数字表示输出电压额定值。倒数第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稳压，IC7912用于-12v电压调节。

现在，两个IC的连接如电路图所示。两个IC的接地端子都与变压器的中心抽头端子连接，以形成基准。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（纯直流但未稳压）

输出：7812输出端和接地之间 +12V 直流（纯直流和稳压）

7912 输出端子和接地之间 -12V 直流（纯直流和稳压）

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源和一个-ve源），因为运算放大器必须在输入信号的两个极性下工作。如果没有负源，运算放大器在信号的负周期内不会开始工作。因此，信号部分的输出将被“削波”，即保留在地面本身;这显然是不推荐的。

如果将直流电机用作负载，则对于+12V，它将沿顺时针方向旋转，对于-12V，它将以相反方向旋转。例如，玩具（汽车、公共汽车等）中使用的电机在+12V的情况下会向前移动，在-12V的情况下会反向移动。在下面的视频中，我们使用此双电源电路显示了两个方向的电机旋转。

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