מטרת הפרויקט היא להמיר את אספקת החשמל של 220 וולט לאספקת +12 וולט ו -12 וולט, ולכן היא נקראת ספק כוח כפול מכיוון שאנו מקבלים אספקת חשמל חיובית ושלילית באותו זמן.
ניתן להשיג זאת בשלושה שלבים פשוטים:
- ראשית, 220V AC מומרת ל 12V AC באמצעות שנאי פשוט למטה (220V / 12V).
- שנית, הפלט של שנאי זה ניתן למעגל המיישר, אשר ימיר את אספקת הזרם לאספקת DC. הפלט של מעגל המיישר שהוא DC מכיל את האדוות במתח היציאה. כדי לסנן אדוות אלה משתמשים בקבל של 2200 uf, 25V.
- לבסוף, הפלט של הקבל שהוא DC טהור ניתן לווסת המתח IC 7812 ו- IC7912 שיסדיר את מתח המוצא ב- 12V ו- -12V DC, למרות השינוי במתח הכניסה.
רכיבים נדרשים:
- שנאי טפח במרכז (220V / 12V)
- דיודות הספק (6A) - 4No.
- קבל (2200μF, 25V) - 2No.
- וסת מתח (IC 7812 & 7912)
- מתג
- עומס DC (מנוע DC)
תרשים מעגל:
בניית מעגל ספק כוח כפול:
שלב ראשון: המרת 220 וולט AC ל 12 וולט באמצעות שנאי Step Down
המסופים העיקריים של השנאי המוקלט במרכז מחוברים לאספקת חשמל ביתית (220V ac , 50Hz) והפלט נלקח מהמסופים המשניים של השנאי. המרכז המוקצב מתאר את תפוקת המתח של שנאי מקודד במרכז. לדוגמא: שנאי ברז מרכז 24V ימדוד 24V AC על פני שני הברזים החיצוניים (מתפתלים בכללותם), ו- 12V AC מכל ברז חיצוני לברז המרכזי (חצי מתפתל). שני ספקי 12V זרם זרם אלה נמצאים במצב של 180 מעלות זה מזה, וכך קל להפיק מהם ספקי כוח DC 12 וולט חיוביים ושליליים. היתרון של שימוש בשנאי מרכז טפח הוא שאנחנו יכולים לקבל את שניהם 12V + ו -12V DC אספקה באמצעות שנאי אחד בלבד.
כניסה: 220V AC , 50 הרץ
OUTPUT: בין המסוף החיצוני למסוף האמצעי: 12V AC, 50 הרץ
בין שני מסופים חיצוניים: 24V AC. 50 הרץ
שלב II: המרת 12V AC ל 12V DC באמצעות מיישר גשר מלא
שני המסופים החיצוניים של השנאי המרכזי מחוברים למעגל מיישר הגשר. מעגל מיישרים הוא ממיר, אשר ממיר AC אספקה כדי dc אספקה. זה מורכב בדרך כלל ממתגי דיודה כפי שמוצג בתרשים המעגלים.
כדי להמיר AC ל DC , אנו יכולים ליצור שני סוגים של מיישרים, האחד הוא מיישר חצי גשר והשני הוא מיישר גשר מלא. במיישר חצי גשר, מתח המוצא הוא חצי ממתח הכניסה. לדוגמא, אם מתח כניסה הוא 24 וולט, אז מתח dc יציאה הוא 12 וולט ומספר הדיודות המשמשות בסוג זה של מיישר הוא 2. במיישר גשר מלא, מספר הדיודות הוא 4 והוא מחובר כפי שמוצג באיור ומתח המוצא הוא זהה למתח הכניסה.
כאן משתמשים במיישר גשר מלא. אז מספר הדיודות הוא 4 ומתח כניסה (24 וולט זרם חשמל ) ומתח המוצא הוא גם 24 וולט DC עם אדוות בתוכו.
עבור, מתח פלט מיישר גשר מלא, V DC = 2Vm / Π כאשר, Vm = ערך שיא של מתח אספקת AC ו- Π הוא Pi
צורת הגל של מתח קלט ופלט של מיישר גשר מלא כמו מוצג למטה.
במעגל ספק הכוח הכפול הזה, מיישר גשר דיודות מורכב מארבע דיודות הספק 6A. הדירוג של דיודה זו הוא 6A ו -400 וולט. אין צורך להשתמש בכמות זו של דיודה בעלת יכולת זרם גבוהה, אך בגלל מטרת הבטיחות והגמישות, נעשה שימוש בדיודות בעלות קיבולת זרם גבוהה. באופן כללי, בגלל עליות זרם, ניתן לפגוע בדיודה אם השתמשנו בדיודה של דירוג אמפר נמוך.
הפלט של מיישר אינו DC פשוט טהור, אך הוא מכיל אדוות בתוכו.
כניסה: 12V ac
פלט: שיא 24 וולט (עם אדוות)
שלב III: סנן את האדוות מהפלט:
כעת, לא ניתן לחבר פלט DC 24 וולט המכיל אדוות שיא לשיא ישירות לעומס. לכן, כדי להסיר אדוות מהאספקה, משתמשים בקבלים פילטר. כעת, שני קבלים פילטר בעלי דירוג 2200uF ו- 25 V משמשים כמוצג בתרשים המעגל. החיבור של שני הקבלים הוא כזה שהמסוף המשותף של הקבלים מחובר ישירות למסוף המרכזי של השנאי שהוקע במרכז. כעת, הקבל הזה יוטען עד 12 וולט DC, שכן שניהם מחוברים למסוף המשותף של שנאי. יתר על כן, הקבלים יסירו את האדוות מאספקת ה- DC ויעניקו DC פשוט תְפוּקָה. אבל, הפלט של שני הקבלים אינו מוסדר. לכן, כדי להפוך את האספקה למווסתת, תפוקת הקבלים ניתנת לווסת המתחים המוסברת בשלב הבא.
קלט: 12V DC (עם אדוות, לא טהור)
יציאה: מתח על פני קבלים C 1 = 12V DC ( DC טהור , אך לא מוסדר)
מתח על פני קבלים C 2 = 12 וולט DC ( DC פשוט, אך לא מוסדר)
שלב IV: לווסת את ספק הכוח 12 וולט DC
הדבר החשוב הבא הוא ויסות מתח המוצא של הקבלים אשר אחרת ישתנה בהתאם לשינוי מתח הכניסה. לשם כך, בהתאם לדרישת מתח המוצא, משתמשים במערכות IC של הרגולטור . אם אנו זקוקים למתח המוצא + 12 וולט, נעשה שימוש ב- IC 7812. אם מתח המוצא הנדרש הוא + 5 וולט, נעשה שימוש ב- 7805 IC. שתי הספרות האחרונות של ה- IC נותנות דירוג מתח יציאה. הספרה השלישית האחרונה מראה שהמתח הוא חיובי או שלילי. עבור מתח חיובי (8) ועבור מתח שלילי (9) משתמשים במספר. אז IC7812 משמש לוויסות + 12v ו- IC7912 משמש לוויסות מתח -12 v.
כעת חיבור שני ICs נעשה כפי שמוצג בתרשים המעגל. מסוף הקרקע של שני ה- IC מחובר למסוף הברז המרכזי של השנאי על מנת ליצור הפניה. כעת, מתח המתח נמדד בין מסוף היציאה למסוף הקרקע עבור שני ה- IC.
כניסה: 12V DC ( DC טהור אך לא מוסדר)
יציאה: + 12V DC בין מסוף הפלט של 7812 לקרקע ( DC DC ומוסדר)
-12 V DC בין מסוף הפלט של 7912 לקרקע ( DC DC ומוסדר)
יישומים של מעגל ספק כוח כפול:
- מגברים תפעוליים זקוקים לשני מקורות כוח (בדרך כלל מקור אחד + ve ומקור אחד-ve) מכיוון שעל המגבר לפעול בשני הקוטבים של האות הנכנס. ללא המקור השלילי, מגבר ה- Op לא יעבור לפעולה במהלך המחזור השלילי של האות. כך שפלט חלק האות הזה "ייחתך", כלומר יישאר בקרקע עצמה; שברור שלא מומלץ.
- אם מנועי DC משמשים כעומס, אז עבור + 12V הוא יסתובב בכיוון השעון וב- 12V הוא יסתובב בכיוון ההפוך. לדוגמא, מנועים המשמשים בצעצועים (מכונית, אוטובוס וכו ') יתקדמו במקרה של + 12 וולט והוא ינוע לאחור במקרה של -12 וולט. הראינו את סיבוב המנוע בשני הכיוונים, באמצעות מעגל אספקת חשמל כפול זה, בסרטון להלן.
בדוק את מעגל הספק הכוח האחר שלנו: