Diagrama de circuito de fuente de alimentación dual:230 V CA a ± 12 V CC

Circuito de alimentación doble de 230 VCA a ±12 VCC

Como sugiere el nombre, este circuito está diseñado para convertir el voltaje de la fuente de alimentación de alrededor de 220 V CA en dos voltajes de valores de +12 V y -12 V CC. La especialidad de este circuito es que obtendremos ambos voltajes al mismo tiempo.

Hay algunas aplicaciones particulares en las que un circuito requiere un voltaje positivo y negativo de la misma magnitud al mismo tiempo que es donde el circuito de suministro de energía dual entrará en escena. Esto es necesario y esencial para que el circuito funcione y no dañe el equipo donde sea que se requiera un suministro dual. Un circuito simple resolverá este problema, y ​​aquí, en este informe, vamos a diseñar y construir un circuito de suministro de energía dual.

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Diagrama del circuito de fuente de alimentación dual

Conecte los componentes exactamente como se muestra en el diagrama del circuito a continuación para que el circuito funcione correctamente.

Materiales necesarios

1. Transformador de toma central
2. Diodos de potencia
3. Condensadores
4. CI reguladores de voltaje (IC7812 y 7912)
5. Interruptor de palanca
6. Carga o motor de CC

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Transformador

Es un transformador de red de montaje en chasis de uso general. El transformador tiene bobinados primarios de 240 V y segundos bobinados con derivación central. El transformador actúa como un transformador reductor que reduce CA 240 V a CC 12 V.

Un transformador es un dispositivo eléctrico que se utiliza para regular los voltajes de CA. Un transformador puede diseñarse para aumentar o reducir un voltaje, por lo tanto, la función de regulación. El funcionamiento de un transformador es simple, hay dos devanados que están cerrados entre sí.

Debido a la corriente alterna que los atraviesa, producen un campo magnético a su alrededor. La interacción de inducción mutua entre las dos bobinas es la razón por la que es posible la transferencia de potencia en un transformador. Este flujo magnético variable induce una fuerza o tensión electromagnética variable en el devanado secundario. Uno de los núcleos más utilizados para transformadores es el acero al silicio de alta permeabilidad. A continuación se muestra un diagrama esquemático del transformador.

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Diodo 1N4007

1N4007 es un diodo rectificador de unión PN. Estos tipos de diodos permiten solo el flujo de la corriente eléctrica en una dirección. 1N4007 tiene diferentes aplicaciones en la vida real, p. aplicaciones de diodos de rueda libre, rectificación de uso general de fuentes de alimentación, inversores, convertidores, etc.

1N4007 Configuración de pines del diodo
Número de pin	Nombre de PIN	Cargar
1	Ánodo	+Ve
2	Cátodo	-Ve

El diagrama anterior muestra la imagen simbólica y real del 1N4007. La comprensión de cualquier componente de un circuito eléctrico mejora enormemente cuando se conocen las características eléctricas de ese dispositivo.

1N4007 Características eléctricas
Parámetro	Valores	Unidades
Tensión directa a 1,0 A	1.1	V
Corriente inversa a 25°C	5	ua
Capacidad total a 1,0 MHz	15	pF
Corriente inversa máxima a plena carga a 75°	30	ua
Corriente directa rectificada media	1	A
Tensión inversa repetitiva máxima	1000	V

Las características del diodo 1N4007 son las siguientes:

• Baja corriente de fuga
• Caída de tensión directa baja
• Alta capacidad de sobretensión hacia adelante

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Este diodo tiene muchas aplicaciones de la vida real en sistemas integrados, algunas de las principales aplicaciones asociadas con el diodo en particular se detallan a continuación:

1. Convertidores
2. Para fines de conmutación en sistemas integrados
3. Aplicaciones de diodos de rueda libre
4. Inversores
5. Rectificación general de alimentación de fuentes de alimentación
6. Para evitar la corriente inversa y proteger los microcontroladores como Arduino o el microcontrolador PIC.

Regulador de voltaje IC 7812

De los dos tipos de reguladores de voltaje, el IC 7812 es el que genera voltaje positivo en la salida con respecto a la tierra común. Existe un IC similar de la familia 78**, es decir el 7912, con el que podemos generar un voltaje negativo con respecto a la tierra común.

Aunque hay muchos tipos de empaques en los que se vende este regulador, como TO-3, TO-92 y paquetes de montaje en superficie, generalmente está disponible en la variante con embalaje TO-220. Hay un umbral en el valor de entrada para que el IC funcione correctamente.

El voltaje de entrada que se aplica al IC como entrada debe ser mayor que el voltaje de salida estimado. Ese valor debe ser superior a 2,5 V. Como hay un umbral en el voltaje, también hay un umbral en la corriente, en este caso la corriente debería ser alrededor de 1 amperio más alta que la corriente de salida.

Ventajas del IC 7812

• 7812 no necesita ningún otro componente para equilibrar o saturar su salida.
• Hay una característica integrada dentro del IC para protegerlo de sobretensiones de alta corriente.
• También hay un disipador de calor incorporado que evita que el IC se sobrecaliente y potencialmente provoque un cortocircuito en todo el circuito.

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Pin de IC 7812

El IC tiene tres pines. El pin que se muestra como 'in' es la entrada positiva al IC. El pin que se muestra es donde el IC generará una salida positiva. También hay un tercer pin que es común entre la entrada y la salida.

Regulador de voltaje IC 7912

A diferencia del IC 7812, el 7912 tiene una función de regulación que restringe el voltaje de salida a -12V constantes, en lugar de +12V. De todos los reguladores de voltaje de valor negativo, el 7912 es el más común. El IC 7912 pertenece a una gran serie de reguladores de voltaje IC llamados 79**. Debido a que este es un regulador con el número 12 al final, es un regulador de voltaje que da -12V en la salida.

Hay muchas características que son similares a las de IC 7812. Algunas de ellas se enumeran a continuación:

• El voltaje mínimo que se puede aplicar en la entrada puede rondar los -14,5 voltios.
• La corriente máxima que es aceptable es de alrededor de 2 A.
• La corriente de salida promedio es de hasta 1 A.
• Mecanismos de seguridad incorporados para protección contra sobrecargas y cortocircuitos.
• Al igual que el 7812, el IC 7912 también viene solo en el paquete TO-220.

A continuación se muestra un diagrama esquemático del IC que indica sus tres pines.

Algunas de las aplicaciones para este IC se enumeran a continuación.

• Circuitos que requieren una salida constante de -12 V, también se puede usar como voltaje de referencia para circuitos analógicos y digitales.
• Debido a que solo deja pasar una cierta cantidad de corriente en su salida, puede usarse como un limitador de corriente para ese tipo de aplicaciones.
• Se puede usar en combinación con un regulador de voltaje positivo IC para hacer circuitos de suministro duales.
• Debido a que están equipados con mecanismos inherentes para soportar problemas de sobrevoltaje y cortocircuito, se pueden usar como un circuito de protección de inversión de polaridad de salida.

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Funcionamiento del circuito de alimentación doble

El funcionamiento de un circuito de suministro dual se puede explicar en cuatro pasos:

1. Convertir el suministro de red de 220 V en un suministro de CA de 12 V mediante un transformador reductor adecuado.

Debido a que la entrada para nuestro circuito será del suministro, primero debemos bajar el voltaje a un valor razonablemente cercano a la salida que queremos. En este caso, hemos considerado la salida del transformador con el que bajaremos la tensión para que esté en torno a los 12 V.

El lado primario del transformador de derivación central está conectado a la red eléctrica, y la salida que se toma del otro lado es de alrededor de 24 V. Esto es porque; estamos usando un transformador de derivación central en este caso. Un transformador de derivación central producirá un voltaje de 24 V cuando se mida en los extremos del devanado exterior del lado secundario.

Pero cada una de las terminales, cuando se miden con respecto a la derivación central, mostrarán un voltaje de 12 V. Y cada lado del grifo producirá un voltaje del mismo valor pero de diferente polaridad. Entonces, desde nuestra primera parte, producimos dos voltajes de CA que son iguales en magnitud, es decir, 12 V, pero tienen un retraso de 180 grados.

1. Conversión de 12 V CA en 12 V CC mediante un puente rectificador completo .

Los dos terminales exteriores que producen 12 V de polaridad opuesta están conectados a un circuito rectificador de puente, en este caso, un puente rectificador completo. Luego, el rectificador convierte el voltaje de CA en CC. Este es un tipo de circuito convertidor que se compone de diodos.

Para este circuito en particular, el circuito de fuente de alimentación dual, el puente de diodos está compuesto por diodos que tienen una clasificación de corriente de 6A. Y la tensión nominal es de 400V. Estos valores se eligen teniendo en cuenta que la entrada del circuito será desde la fuente de alimentación.

1. Filtrar las ondas de la salida del rectificador

Inherentemente, los circuitos rectificadores producen ondas en la salida. La salida que tiene estas ondas no podrá alimentar un circuito correctamente. Por lo tanto, las ondas deben filtrarse. Esta tarea se realiza mediante el uso de condensadores, que funcionan como filtros. Los valores de los condensadores que se utilizan en el circuito son 2200 µF y 25 V de tensión nominal. Esto producirá un voltaje de 12 V CC con un contenido de ondulación muy inferior.

1. Regulación de la fuente de alimentación de 12 V CC

Las salidas de los condensadores no deben conectarse a un circuito que deba ser alimentado. Esto se debe a que los capacitores se cargan a un valor de 12 V porque solo están conectados al circuito del filtro. Tan pronto como se conecte cualquier otro circuito, se modificarán en consecuencia y no darán una salida adecuada.

Para eso necesitamos un regulador. Los reguladores de voltaje utilizados en este circuito son 7812 y 7912. Estos son los reguladores de voltaje que producen voltajes de CC de polaridad positiva y negativa de 12 V.

Aplicaciones del circuito de alimentación dual

• Los amplificadores operacionales necesitan dos fuentes de energía, una es positiva y otra es negativa. Un circuito de amplificadores operacionales se puede alimentar mediante un circuito de fuente de alimentación dual.
• Cuando los motores de CC se utilizan como carga, funcionarán en cada polaridad durante la mitad del tiempo, para simular un comportamiento similar, se puede utilizar un circuito de alimentación dual en su lugar.