Capitolul 2 Realizarea unei surse de tensiune V12 curent continuu, asimetrică, stabilizată
2.1. Principiile de funcționare
O sursă de tensiune asimetrică stabilizată de 12V curent continuu (DC) este esențială pentru alimentarea circuitelor electronice care necesită tensiuni pozitive și negative față de un punct comun. Acest tip de sursă de tensiune este utilizat frecvent în amplificatoarele operaționale și în alte circuite analogice care necesită o tensiune duală.
Pentru a realiza o sursă de tensiune asimetrică stabilizată, vom împărți procesul în mai multe etape: transformarea tensiunii, redresarea, filtrarea, stabilizarea și protecția. Fiecare etapă joacă un rol crucial în asigurarea unei tensiuni de ieșire stabile și fiabile.
1. Transformarea tensiunii
Componentă cheie: transformator
Funcție: transformatorul convertește tensiunea alternativă (AC) de la rețeaua electrică (220V AC) la două tensiuni AC mai mici, una pozitivă și una negativă față de punctul comun (mijloc).
Descriere: transformatorul are două înfășurări secundare egale, care oferă tensiuni AC egale, dar opuse în fază, față de punctul comun. De exemplu, un transformator poate avea ieșiri de ±15V AC față de punctul comun.
2. Redresarea tensiunii
Componentă cheie: punte redresoare (sau diodă dublă pentru fiecare polaritate)
Funcție: redresorul convertește tensiunea AC în tensiune DC pulsatorie.
Descriere: fiecare înfășurare secundară a transformatorului este conectată la o punte redresoare, care produce o tensiune DC pulsatorie. Aceasta asigură tensiuni DC pozitive și negative față de punctul comun.
3. Filtrarea tensiunii
Componentă Cheie: condensatori de filtrare
Funcție: Condensatorii de filtrare netezesc tensiunea DC pulsatorie, reducând ripple-ul și oferind o tensiune DC mai constantă.
Descriere: condensatorii de filtrare sunt conectați la ieșirile redresorului. Aceștia stochează energia și o eliberează în timpul perioadelor în care tensiunea redresată scade, netezind astfel pulsatile.
4. Stabilizarea Tensiunii
Componentă cheie: Regulatoare de Tensiune (de exemplu, LM7812 pentru +12V și LM7912 pentru -12V)
Funcție: regulatoarele de tensiune mențin tensiunea de ieșire constantă, indiferent de variațiile tensiunii de intrare sau ale sarcinii.
Descriere: un regulator de tensiune pozitiv (LM7812) și unul negativ (LM7912) sunt utilizate pentru a stabiliza tensiunile de ieșire la +12V și -12V, respectiv. Regulatoarele funcționează prin compararea tensiunii de ieșire cu o tensiune de referință internă și ajustarea curentului pentru a menține tensiunea constantă.
5. Protecția circuitului
Componentă cheie: siguranțe și diodă Zener
Funcție: protejează circuitul împotriva supratensiunilor și supracurentului.
Descriere: siguranțele sunt plasate în serie cu tensiunile de ieșire pentru a proteja circuitul împotriva supracurentului. Dioda Zener poate fi utilizată pentru a proteja împotriva supratensiunilor, asigurând că tensiunea nu depășește un anumit nivel.
2.2. Schema electronică
Pentru a crea o sursă de tensiune asimetrică stabilizată de +12V și -12V, vom folosi componentele descrise anterior: un transformator, redresoare, condensatori de filtrare, regulatoare de tensiune și componente de protecție. Schema electronică detaliată este prezentată mai jos.
Componente necesare
Transformator: 230V AC la ±15V AC (cu înfășurări secundare separate).
Diode redresoare: 4 x 1N4001 (sau o punte redresoare adecvată pentru fiecare polaritate).
Condensatori de filtrare: 2 x 2200µF / 25V (sau valori similare pentru filtrare eficientă).
Regulatoare de tensiune: LM7812 (pentru +12V) și LM7912 (pentru -12V).
Condensatori de decuplare: 4 x 0.1µF și 4 x 1µF (ceramic).
Siguranțe: 2 x 1A.
Rezistențe și alte componente pentru protecție (opțional): Diodă Zener (13V), termistor, radiatoare pentru regulatoare.