Diagrama de Circuito de Fonte de Alimentação Dupla - 230VAC a ±12VDC

Circuito de alimentação dupla de 230 VCA a ±12 VCC

Como o nome sugere, este circuito é projetado para converter a tensão de alimentação de cerca de 220V AC em duas voltagens de valores de +12V e -12V DC. A especialidade deste circuito é que obteremos ambas as tensões ao mesmo tempo.

Existem algumas aplicações particulares em que um circuito requer uma tensão positiva e uma negativa da mesma magnitude ao mesmo tempo que é onde o circuito de fonte de alimentação dupla entrará em cena. Isso é necessário e essencial para que o circuito funcione e não danifique o equipamento sempre que for necessária uma alimentação dupla. Um circuito simples resolverá esse problema e, neste relatório, vamos projetar e construir um circuito de fonte de alimentação dupla.

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Diagrama de circuito de fonte de alimentação dupla

Conecte os componentes exatamente como mostrado no diagrama de circuito abaixo para um funcionamento adequado do circuito.

Materiais necessários

1. Transformador com derivação central
2. Diodos de potência
3. Capacitores
4. ICs do regulador de tensão (IC7812 e 7912)
5. Alternância
6. Carga CC ou motor

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Transformador

É um transformador de rede para montagem em chassi de uso geral. O transformador tem enrolamentos primários de 240V e enrolamentos secundários com derivação central. O transformador atua como transformador abaixador reduzindo AC 240V para DC 12V.

Um transformador é um dispositivo elétrico que é usado para regular as tensões CA. Um transformador pode ser projetado para aumentar ou diminuir uma tensão, portanto, a função de regulação. O funcionamento de um transformador é simples, existem dois enrolamentos que são fechados colocados um ao outro.

Devido à corrente alternada através deles, eles produzem um campo magnético ao seu redor. A interação de indução mútua entre as duas bobinas é a razão pela qual a transferência de potência é possível em um transformador. Este fluxo magnético variável induz uma força ou tensão eletromagnética variável no enrolamento secundário. Um dos núcleos mais usados ​​para transformadores é o aço silício de alta permeabilidade. Um diagrama esquemático do transformador é dado abaixo.



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1N4007 Diodo

1N4007 é um diodo retificador de junção PN. Esses tipos de diodos permitem apenas o fluxo da corrente elétrica em uma direção. 1N4007 tem diferentes aplicações da vida real, por ex. aplicações de diodos de roda livre, retificação de uso geral de fontes de alimentação, inversores, conversores etc.

1N4007 Pinagem do diodo
Nº do pino	Nome do pino	Cobrar
1	Anodo	+Ve
2	Catodo	-V

O diagrama acima mostra a imagem simbólica e real do 1N4007. A compreensão de qualquer componente de um circuito elétrico é muito melhorada quando as características elétricas desse dispositivo são conhecidas.

1N4007 Características elétricas
Parâmetro	Valores	Unidades
Tensão direta a 1,0 A	1.1	V
Corrente reversa a 25°C	5	uA
Capacitância total a 1,0 MHz	15	pF
Corrente reversa máxima de carga total a 75°	30	uA
Corrente direta retificada média	1	A
Pico de tensão reversa repetitiva	1000	V

Os recursos do diodo 1N4007 são os seguintes:

• Baixa corrente de fuga
• Baixa queda de tensão direta
• Capacidade de alta oscilação de avanço

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Este diodo tem muitas aplicações da vida real em sistemas embarcados, algumas das principais aplicações associadas ao diodo específico são dadas abaixo:

1. Conversores
2. Para fins de comutação em sistemas incorporados
3. Aplicativos de diodos de roda livre
4. Inversores
5. Retificação geral de energia de fontes de alimentação
6. Para evitar a corrente reversa e proteger microcontroladores como Arduino ou microcontrolador PIC.

Regulador de tensão IC 7812

Dos dois tipos de reguladores de tensão, o IC 7812 é o tipo que gera tensão positiva na saída em relação ao terra comum. Existe um CI semelhante da família 78**, que é o 7912, com o qual podemos gerar uma tensão negativa em relação ao terra comum.

Embora existam muitos tipos de embalagens nas quais esse regulador é vendido, como TO-3, TO-92 e embalagens de montagem em superfície, ele é mais comumente disponível na variante com embalagem TO-220. Há um limite no valor de entrada para o IC funcionar corretamente.

A tensão de entrada aplicada ao IC como entrada deve ser maior que a tensão de saída estimada. Esse valor deve ser maior que 2,5V. Como existe um limite na tensão, também existe um limite na corrente, neste caso a corrente deve ser cerca de 1 ampere maior que a corrente de saída.

Vantagens do IC 7812

• 7812 não precisa de nenhum outro componente para equilibrar ou saturar sua saída.
• Há um recurso construído dentro do IC para protegê-lo contra picos de alta corrente.
• Há também um dissipador de calor embutido que evita que o IC superaqueça e cause um curto-circuito em todo o circuito.

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Pin fora do IC 7812

O IC tem três pinos. O pino que é mostrado como 'in' é a entrada positiva para o IC. O pino que mostra é onde o IC irá gerar uma saída positiva. Há também um terceiro pino que é comum entre a entrada e a saída.

Regulador de tensão IC 7912

Ao contrário do 7812 IC, o 7912 tem uma função de regulação de restringir a tensão de saída a uma constante -12V, em vez de +12V. De todos os reguladores de tensão de valor negativo, o 7912 é o mais comum. O IC 7912 é de uma grande série de reguladores de tensão IC denominados 79**. Por ser um regulador com o número 12 no final, é um regulador de tensão que dá -12V na saída.

Existem muitos recursos semelhantes aos do IC 7812. Alguns deles estão listados abaixo:

• A tensão mínima que pode ser aplicada na entrada pode ser em torno de -14,5 volts.
• A corrente de pico que é transitável é de cerca de 2 A.
• A corrente média de saída é de até 1A.
• Mecanismos de segurança integrados para proteção contra sobrecarga e curto-circuito.
• Semelhante ao 7812, o IC 7912 também vem apenas no pacote TO-220.

Um diagrama esquemático do CI indicando seus três pinos é dado abaixo.

Alguns dos aplicativos para este IC estão listados abaixo.

• Circuitos que requerem uma saída constante de -12V, também podem ser usados ​​como tensão de referência para circuitos analógicos e digitais.
• Como ele passa apenas uma certa quantidade de corrente em sua saída, ele pode ser usado como um limitador de corrente para esses tipos de aplicações.
• Pode ser usado em combinação com um IC regulador de tensão positivo para fazer circuitos de alimentação dupla.
• Como eles são equipados com mecanismos inerentes para suportar problemas de sobretensão e curto-circuito, podem ser usados ​​como um circuito de proteção de inversão de polaridade de saída.

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Funcionamento do circuito duplo de alimentação

O funcionamento de um circuito de alimentação dupla pode ser explicado em quatro etapas:

1. Conversão de alimentação de 220 V em alimentação de 12 V CA usando um transformador abaixador adequado.

Como a entrada do nosso circuito será da fonte, primeiro temos que baixar a tensão para um valor razoavelmente próximo da saída que queremos. Neste caso, consideramos a saída do transformador com o qual reduziremos a tensão em torno de 12 V.

O lado primário do transformador com derivação central é conectado à rede elétrica, e a saída que é tomada do outro lado é de cerca de 24V. Isto é porque; estamos usando um transformador com derivação central neste caso. Um transformador com derivação central produzirá uma tensão de 24 V quando medido nas extremidades do enrolamento externo do lado secundário.

Mas cada um dos terminais quando medido em relação ao tap central mostrará uma tensão de 12V. E cada lado da torneira produzirá uma tensão de mesmo valor, mas de polaridade diferente. Então, da nossa primeira parte, produzimos duas tensões CA que são iguais em magnitude, ou seja, 12V, mas estão atrasadas em 180 graus.

1. Conversão de 12V AC em 12V DC usando retificador de ponte completa .

Os dois terminais externos que produzem 12V de polaridade oposta são conectados a um circuito retificador em ponte, neste caso um retificador em ponte completa. O retificador então converte a tensão CA em CC. Este é um tipo de circuito conversor que é composto de diodos.

Para este circuito em particular, o circuito de fonte de alimentação dupla, a ponte de diodos é composta de diodos que possuem uma corrente nominal de 6A. E a tensão nominal é 400V. Esses valores são escolhidos tendo em mente que a entrada do circuito será da fonte de alimentação.

1. Filtrando as ondulações da saída do retificador

Inerentemente, os circuitos retificadores produzem ondulações na saída. A saída que possui essas ondulações não poderá alimentar um circuito adequadamente. Então, as ondulações devem ser filtradas. Essa tarefa é feita usando capacitores, que funcionam como filtros. Os valores dos capacitores que são usados ​​no circuito são 2200µF e 25 V de tensão nominal. Isso produzirá uma tensão de 12 V CC com muito menos conteúdo de ondulação.

1. Regule a fonte de alimentação de 12 V CC

As saídas dos capacitores não devem ser conectadas a um circuito que precise ser alimentado. Isso porque, os capacitores são carregados a um valor de 12 V porque estão conectados apenas ao circuito do filtro. Assim que qualquer outro circuito estiver conectado, eles serão modificados de acordo e não fornecerão uma saída adequada.

Para isso precisamos de um regulador. Os reguladores de tensão usados ​​neste circuito são 7812 e 7912. Estes são os reguladores de tensão que produzem tensões CC de polaridade positiva e negativa de 12V.

Aplicações do circuito duplo de fonte de alimentação

• Os amplificadores operacionais precisam de duas fontes de energia, uma é positiva e outra é negativa. Um circuito de amplificadores operacionais pode ser alimentado usando um circuito de fonte de alimentação dupla.
• Quando os motores CC são usados ​​como carga, ele funcionará em cada polaridade pela metade do tempo, para simular um comportamento semelhante, pode ser usado um circuito de alimentação dupla.
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