Schéma du circuit d'alimentation double - 230VAC à ±12VDC

Circuit d'alimentation double 230 VAC à ±12 VDC

Comme son nom l'indique, ce circuit est conçu pour convertir la tension d'alimentation secteur d'environ 220 V CA en deux tensions de valeurs +12 V et -12 V CC. La spécialité de ce circuit est que nous obtiendrons les deux tensions en même temps.

Il existe des applications particulières où un circuit nécessite une tension positive et une tension négative de la même amplitude en même temps, c'est là que le circuit d'alimentation double entrera en scène. Ceci est nécessaire et essentiel pour que le circuit fonctionne et n'endommage pas l'équipement partout où une double alimentation est requise. Un circuit simple résoudra ce problème, et ici, dans ce rapport, nous allons concevoir et construire un circuit d'alimentation double.

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Schéma du circuit d'alimentation double

Connectez les composants exactement comme indiqué dans le schéma de circuit ci-dessous pour un bon fonctionnement du circuit.

Matériel requis

1. Transformateur à prise centrale
2. Diodes de puissance
3. Condensateurs
4. CI régulateurs de tension (IC7812 et 7912)
5. Interrupteur à bascule
6. Charge CC ou moteur

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Transformateur

Il s'agit d'un transformateur secteur à montage sur châssis à usage général. Le transformateur a des enroulements primaires de 240 V et des seconds enroulements à prise centrale. Le transformateur agit comme un transformateur abaisseur réduisant AC 240V à DC 12 V.

Un transformateur est un appareil électrique utilisé pour réguler les tensions alternatives. Un transformateur peut être conçu pour augmenter ou diminuer une tension, d'où la fonction de régulation. Le fonctionnement d'un transformateur est simple, il y a deux enroulements fermés placés l'un à côté de l'autre.

En raison du courant alternatif qui les traverse, ils produisent un champ magnétique autour d'eux. L'interaction d'induction mutuelle entre les deux bobines est la raison pour laquelle le transfert de puissance est possible dans un transformateur. Ce flux magnétique variable induit une force ou une tension électromagnétique variable dans l'enroulement secondaire. L'acier au silicium à haute perméabilité est l'un des noyaux les plus couramment utilisés pour les transformateurs. Un schéma de principe du transformateur est donné ci-dessous.

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Diode 1N4007

1N4007 est une diode de redressement à jonction PN. Ces types de diodes ne permettent que la circulation du courant électrique dans un seul sens. 1N4007 a différentes applications réelles, par ex. applications de diodes de roue libre, redressement général des alimentations, onduleurs, convertisseurs, etc.

Broche de diode 1N4007
N° de broche	Nom de la broche	Frais
1	Anode	+Ve
2	Cathode	-Ve

Le diagramme ci-dessus montre l'image symbolique et réelle du 1N4007. La compréhension de tout composant d'un circuit électrique est considérablement améliorée lorsque les caractéristiques électriques de cet appareil sont connues.

1N4007 Caractéristiques électriques
Paramètre	Valeurs	Unités
Tension directe à 1,0 A	1.1	V
Courant inverse à 25 °C	5	uA
Capacité totale à 1,0 MHz	15	pF
Courant inverse maximum à pleine charge à 75°	30	uA
Courant direct redressé moyen	1	A
Tension inverse répétitive de crête	1000	V

Les caractéristiques de la diode 1N4007 sont les suivantes :

• Faible courant de fuite
• Faible chute de tension directe
• Capacité de surtension vers l'avant élevée

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Cette diode a de nombreuses applications réelles dans les systèmes embarqués, quelques-unes des principales applications associées à la diode particulière sont indiquées ci-dessous :

1. Convertisseurs
2. À des fins de commutation dans les systèmes embarqués
3. Applications des diodes de roue libre
4. Onduleurs
5. Redressement de puissance général des alimentations
6. Pour éviter les courants inverses et protéger les microcontrôleurs comme Arduino ou le microcontrôleur PIC.

Régulateur de tension IC 7812

Sur les deux types de régulateurs de tension, IC 7812 est le type qui génère une tension positive à la sortie par rapport à la masse commune. Il existe un CI similaire de la famille 78**, c'est-à-dire 7912, avec lequel nous pouvons générer une tension négative par rapport à la masse commune.

Bien qu'il existe de nombreux types d'emballages dans lesquels ce régulateur est vendu, comme les boîtiers TO-3, TO-92 et à montage en surface, il est le plus souvent disponible dans la variante avec emballage TO-220. Il y a un seuil sur la valeur d'entrée pour que le CI fonctionne correctement.

La tension d'entrée appliquée au circuit intégré en tant qu'entrée doit être supérieure à la tension de sortie estimée. Cette valeur doit être supérieure à 2,5 V. Comme il y a un seuil sur la tension, il y a aussi un seuil sur le courant, dans ce cas le courant doit être supérieur d'environ 1 ampère au courant de sortie.

Avantages de l'IC 7812

• 7812 n'a besoin d'aucun autre composant pour équilibrer ou saturer sa sortie.
• Une fonctionnalité est intégrée au circuit intégré pour le protéger des surtensions élevées.
• Il existe également un dissipateur thermique intégré qui empêche le circuit intégré de surchauffer et de court-circuiter potentiellement l'ensemble du circuit.

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Épingler IC 7812

Le CI a trois broches. La broche indiquée comme "in" est l'entrée positive du CI. La broche qui apparaît est l'endroit où le CI générera une sortie positive. Il y a aussi une troisième broche qui est commune entre l'entrée et la sortie.

Régulateur de tension IC 7912

Contrairement au 7812 IC, le 7912 a une fonction de régulation qui limite la tension de sortie à une valeur constante de -12 V, au lieu de +12 V. De tous les régulateurs de tension à valeur négative, le 7912 est le plus courant. IC 7912 est issu d'une grande série de régulateurs de tension IC nommés 79**. Parce que c'est un régulateur avec le chiffre 12 à la fin, c'est un régulateur de tension qui donne -12V en sortie.

De nombreuses fonctionnalités sont similaires à celles de l'IC 7812. Certaines d'entre elles sont répertoriées ci-dessous :

• La tension minimale pouvant être appliquée à l'entrée peut être d'environ -14,5 volts.
• Le courant de crête passable est d'environ 2 A.
• Le courant de sortie moyen peut atteindre 1 A.
• Mécanismes de sécurité intégrés pour la protection contre les surcharges et les courts-circuits.
• Similaire au 7812, l'IC 7912 est également disponible uniquement en boîtier TO-220.

Un diagramme schématique du CI indiquant ses trois broches est donné ci-dessous.

Certaines des applications de ce CI sont répertoriées ci-dessous.

• Circuits nécessitant une sortie constante de -12 V, elle peut également être utilisée comme tension de référence pour les circuits analogiques et numériques.
• Parce qu'il ne laisse passer qu'une certaine quantité de courant à sa sortie, il peut être utilisé comme limiteur de courant pour ce type d'applications.
• Il peut être utilisé en combinaison avec un circuit intégré régulateur de tension positif pour créer des circuits d'alimentation doubles.
• Parce qu'ils sont équipés de mécanismes inhérents pour résister aux problèmes de surtension et de court-circuit, ils peuvent être utilisés comme circuit de protection contre l'inversion de polarité de sortie.

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Fonctionnement du circuit d'alimentation double

Le fonctionnement d'un circuit d'alimentation double peut être expliqué en quatre étapes :

1. Conversion de l'alimentation secteur 220 V en alimentation 12 V CA à l'aide d'un transformateur abaisseur approprié.

Parce que l'entrée de notre circuit proviendra de l'alimentation, nous devons d'abord réduire la tension à une valeur raisonnablement proche de la sortie que nous voulons. Dans ce cas, nous avons considéré que la sortie du transformateur avec lequel nous allons abaisser la tension était d'environ 12 V.

Le côté primaire du transformateur à prise centrale est connecté au secteur et la sortie prise de l'autre côté est d'environ 24 V. Ceci est dû au fait; nous utilisons un transformateur à prise centrale dans ce cas. Un transformateur à prise centrale produira une tension de 24 V lorsqu'il est mesuré sur les terminaisons d'enroulement extérieures du côté secondaire.

Mais chacune des bornes, lorsqu'elle est mesurée par rapport à la prise centrale, affichera une tension de 12 V. Et chaque côté du robinet produira une tension de même valeur mais de polarité différente. Donc, à partir de notre première partie, nous avons produit deux tensions alternatives qui sont égales en amplitude, c'est-à-dire 12 V, mais elles sont décalées de 180 degrés.

1. Conversion de 12 V CA en 12 V CC à l'aide d'un pont redresseur complet .

Les deux bornes extérieures qui produisent 12 V de polarité opposée sont connectées à un circuit redresseur en pont, dans ce cas un pont redresseur complet. Le redresseur convertit alors la tension AC en DC. Il s'agit d'une sorte de circuit convertisseur composé de diodes.

Pour ce circuit particulier, le circuit d'alimentation double, le pont de diodes est composé de diodes qui ont un courant nominal de 6 A. Et la tension nominale est de 400V. Ces valeurs sont choisies en gardant à l'esprit que l'entrée du circuit proviendra de l'alimentation.

1. Filtrer les ondulations de la sortie du redresseur

Intrinsèquement, les circuits redresseurs produisent des ondulations à la sortie. La sortie qui a ces ondulations ne pourra pas alimenter correctement un circuit. Ainsi, les ondulations doivent être filtrées. Cette tâche est effectuée à l'aide de condensateurs, qui fonctionnent comme des filtres. Les valeurs des condensateurs utilisés dans le circuit sont de 2200µF et 25 V de tension nominale. Cela produira une tension continue de 12 V avec très peu d'ondulations.

1. Régler l'alimentation 12 V CC

Les sorties des condensateurs ne doivent pas être connectées à un circuit qui doit être alimenté. En effet, les condensateurs sont chargés à une valeur de 12 V car ils ne sont connectés qu'au circuit de filtrage. Dès qu'un autre circuit est également connecté, il se modifie en conséquence et ne donne pas une sortie appropriée.

Pour cela, nous avons besoin d'un régulateur. Les régulateurs de tension utilisés dans ce circuit sont 7812 et 7912. Ce sont les régulateurs de tension qui produisent des tensions continues de polarité positive et négative de 12 V.

Applications du circuit d'alimentation double

• Les amplificateurs opérationnels ont besoin de deux sources d'alimentation, l'une positive et l'autre négative. Un circuit d'amplificateurs opérationnels peut être alimenté à l'aide d'un circuit d'alimentation double.
• Lorsque des moteurs à courant continu sont utilisés comme charge, ils fonctionneront dans chaque polarité pendant la moitié du temps, pour simuler un comportement similaire, un circuit d'alimentation double peut être utilisé à la place.