デュアル電源回路図– 230VAC〜±12VDC

230 VAC〜±12VDCデュアル電源回路

名前が示すように、この回路は、AC約220VACの主電源電圧をDC値+12Vと-12Vの2つの電圧に変換するように設計されています。この回路の特徴は、両方の電圧を同時に取得することです。

いくつかの特定のアプリケーションでは、回路が同じ大きさの正と負の電圧を同時に必要とし、そこでデュアル電源回路が登場します。これは必須であり、二重電源が必要な場合は常に回路が機能し、機器に損傷を与えないことが不可欠です。簡単な回路でこの問題を解決できます。このレポートでは、デュアル電源回路を設計および構築します。

関連プロジェクト：

自動バスルームライトスイッチの回路図と操作 Arduinoによるオブジェクト検出機能付き自動ドアベル

デュアル電源回路図

回路が正しく機能するように、下の回路図に示されているようにコンポーネントを正確に接続してください。

必要な資料

1. センタータップ付き変圧器
2. パワーダイオード
3. コンデンサ
4. 電圧レギュレータIC（IC7812および7912）
5. スイッチを切り替えます
6. DC負荷またはモーター

関連プロジェクト：

12Vから5Vへのコンバータ回路–ブーストおよびバックコンバータ 簡単な24Vフラッシャー回路図

トランスフォーマー

これは、汎用シャーシ取り付けメイントランスです。トランスには240Vの一次巻線とセンタータップ付きの二次巻線があります。変圧器は、AC240VをDC12Vに低減する降圧変圧器として機能します。

変圧器は、AC電圧を調整するために使用される電気機器です。変圧器は、電圧をステップアップまたはステップダウンするように設計できるため、調整機能があります。変圧器の動作は簡単で、互いに閉じて配置された2つの巻線があります。

それらを流れる交流により、それらはそれらの周りに磁場を生成します。 2つのコイル間の相互誘導相互作用が、変圧器で電力伝達が可能な理由です。この変化する磁束は、二次巻線に変化する電磁力または電圧を誘導します。変圧器に最も一般的に使用されるコアの1つは、高透磁率ケイ素鋼です。変圧器の概略図を以下に示します。

関連記事：

エレクトロニクス最終年度プロジェクトのアイデアリスト 工学部の学生のための電子工学プロジェクトのアイデア 初心者向けのシンプルで基本的なエレクトロニクスミニプロジェクトのアイデア

1N4007ダイオード

1N4007はPN接合整流ダイオードです。これらのタイプのダイオードは、一方向にのみ電流を流すことができます。 1N4007には、さまざまな実際のアプリケーションがあります。フリーホイールダイオードアプリケーション、電源、インバーター、コンバーターなどの汎用整流

1N4007ダイオードのピン配列
ピン番号	ピン名	料金
1	アノード	+ Ve
2	カソード	-Ve

上の図は、1N4007の象徴的な画像と実際の画像を示しています。そのデバイスの電気的特性がわかっていると、電気回路のコンポーネントの理解が大幅に向上します。

1.0Aでの順方向電圧 25°Cでの逆電流 1.0MHzでの総容量 75°での最大全負荷逆電流 平均整流順方向電流 A ピーク繰り返し逆電圧

1N4007の電気的特性
パラメータ	値	単位
1.1	V
5	uA
15	pF
30	uA
1
1000	V

ダイオード1N4007の機能は次のとおりです。

• 低リーク電流
• 低い順方向電圧降下
• 高い前方サージ能力

関連プロジェクト：

車速検出回路–動作およびソースコード ケーブルおよびワイヤーテスターの回路図

このダイオードには、組み込みシステムで多くの実際のアプリケーションがあります。特定のダイオードに関連する主要なアプリケーションのいくつかを以下に示します。

1. コンバーター
2. 組み込みシステムでの切り替え目的
3. フリーホイールダイオードアプリケーション
4. インバーター
5. 電源の一般的な電力調整
6. 逆電流を回避し、ArduinoやPICマイクロコントローラーなどのマイクロコントローラーを保護するため。

IC7812電圧レギュレータ

2種類の電圧レギュレータのうち、IC 7812は、コモングラウンドに対して出力に正の電圧を生成するタイプです。同様のICが78**ファミリ、つまり7912に存在し、これを使用して、共通グランドに対して負の電圧を生成できます。

TO-3、TO-92、表面実装パッケージなど、このレギュレーターが販売されているパッケージには多くの種類がありますが、最も一般的にはバリアントで入手できます。 TO-220パッケージ付き。 ICが正しく機能するための入力値にはしきい値があります。

入力としてICに印加される入力電圧は、推定出力電圧よりも高くする必要があります。その値は2.5Vより大きくする必要があります。電圧にはしきい値があるため、電流にもしきい値があります。この場合、電流は出力電流よりも約1アンペア高くする必要があります。

IC7812の利点

• 7812には、出力のバランスをとったり飽和させたりするために他のコンポーネントは必要ありません。
• 大電流サージからICを保護するためにICの内部に組み込まれている機能があります。
• ICが過熱し、回路全体が短絡する可能性を防ぐヒートシンクも組み込まれています。

関連プロジェクト：

スマートホームオートメーションシステム–回路とソースコード はんだごて温度調節器

IC7812からピンアウト

ICには3つのピンがあります。 「in」として示されているピンは、ICへの正の入力です。示されているピンは、ICが正の出力を生成する場所です。入力と出力の両方に共通の3番目のピンもあります。

IC7912電圧レギュレータ

7812 ICとは異なり、7912には、出力電圧を+12Vではなく一定の-12Vに制限するレギュレーション機能があります。すべての負の値の電圧レギュレータの中で、7912が最も一般的です。 IC 7912は、79**という名前の一連の電圧レギュレータICからのものです。これは、末尾に番号が12のレギュレータであるため、出力に-12Vを供給する電圧レギュレータです。

IC 7812と同様の機能がたくさんあります。それらのいくつかを以下に示します：

• 入力に印加できる最小電圧は約-14.5ボルトです。
• 通過可能なピーク電流は約2Aです。
• 平均出力電流は最大1Aです。
• 過負荷や短絡から保護するための組み込みの安全メカニズム。
• 7812と同様に、IC7912もTO-220パッケージでのみ提供されます。

3つのピンを示すICの概略図を以下に示します。

このICのアプリケーションの一部を以下に示します。

• 一定の-12V出力を必要とする回路。また、アナログおよびデジタル回路の基準電圧として使用できます。
• 出力には一定量の電流しか流さないため、こうした種類のアプリケーションの電流リミッターとして使用できます。
• 正電圧レギュレータICと組み合わせて使用​​すると、二重電源回路を作成できます。
• 過電圧や短絡の問題に耐える固有のメカニズムが装備されているため、出力極性反転保護回路として使用できます。

関連プロジェクト：

• 電子眼球回路–セキュリティ制御にLDRとIC4049を使用
• 自動LED非常灯回路

デュアル電源回路の動作

二重電源回路の動作は、次の4つのステップで説明できます。

1. 適切な降圧変圧器を使用して、220Vの主電源を12VAC電源に変換します。

回路の入力は電源からのものであるため、最初に電圧を必要な出力にかなり近い値に下げる必要があります。この場合、電圧を約12Vに降圧するトランスからの出力を考慮しました。

センタータップ付き変圧器の一次側は主電源に接続されており、反対側からの出力は約24Vです。それの訳は;この場合、センタータップ付きトランスを使用しています。センタータップ付きトランスは、2次側の外側の巻線端で測定したときに24Vの電圧を生成します。

ただし、センタータップを基準にして測定すると、各端子の電圧は12Vになります。また、タップの両側で同じ値の電圧が生成されますが、極性は異なります。そのため、最初の部分から、大きさが等しい2つのAC電圧、つまり12Vを生成しましたが、それらは互いに180度遅れています。

2. フルブリッジ整流器を使用して12VACを12VDCに変換する 。

反対の極性の12Vを生成する外側の2つの端子は、ブリッジ整流回路（この場合はフルブリッジ整流器）に接続されています。次に、整流器はAC電圧をDCに変換します。これは、ダイオードで構成された一種のコンバータ回路です。

この特定の回路、デュアル電源回路の場合、ダイオードブリッジは、定格電流が6Aのダイオードで構成されています。また、定格電圧は400Vです。これらの値は、回路の入力が電源からのものになることを念頭に置いて選択されています。

3. 整流器の出力からリップルを除去する

本質的に、整流回路は出力にリップルを生成します。これらのリップルがある出力は、回路に適切に電力を供給することができません。したがって、波紋を除去する必要があります。この作業は、フィルターとして機能するコンデンサーを使用して行われます。回路で使用されるコンデンサの値は、2200µFおよび25Vの定格電圧です。これにより、リップル成分が非常に少ない12VのDC電圧が生成されます。

4. 12VDC電源を調整します

コンデンサからの出力は、電力を供給しなければならない回路に接続しないでください。これは、コンデンサがフィルタ回路にのみ接続されているため、コンデンサが12Vの値に充電されるためです。他の回路も接続されるとすぐに、それに応じて変更され、適切な出力が得られません。

そのためには、規制当局が必要です。この回路で使用される電圧レギュレーターは7812と7912です。これらは、12Vの正極性と負極性の両方のDC電圧を生成する電圧レギュレーターです。

デュアル電源回路のアプリケーション

• オペアンプには2つの電源が必要です。1つは正で、もう1つは負です。オペアンプ回路は、デュアル電源回路を使用して電力を供給できます。
• DCモーターを負荷として使用すると、各極性で半分の時間機能し、同様の動作をシミュレートするために、代わりにデュアル電源回路を使用できます。