デュアル電源図 基本ガイド

エレクトロニクスの世界では、電源ユニットは、デバイスが動作するために正しい電圧と電流を確実に受け取るための重要なコンポーネントです。さまざまなタイプの電源の中でも、正と負の両方の電圧が必要な回路では、二重電源が特に重要です。デュアル電源図を理解することは、アナログ回路、オペアンプ、オーディオ機器を扱うエンジニア、愛好家、学生にとって重要です。この記事では、デュアル電源図の包括的な概要を示し、その構造、コンポーネント、アプリケーションについて説明します。

二重電源とは何ですか?

二重電源は、反対極性の 2 つの電圧、通常は正の電圧 (+V) と負の電圧 (-V)、および共通のグランド (0V) を提供します。この設定は、対称電源レールが正しく機能する必要がある回路にとって不可欠です。たとえば、オペアンプにはデュアルが必要になることがよくあります。電源歪みなく正と負の両方の信号を増幅します。

デュアル電源回路図の基本コンポーネント

一般的なデュアル電源図には、次のコンポーネントが含まれています。

変圧器: AC 主電源電圧を、回路に適したより低い AC 電圧に降圧します。

センタータップトランス: 接地基準として機能する共通のセンタータップで 2 つの等しい電圧を提供します。

整流器: AC 電圧を DC 電圧に変換します。デュアル電源では、正電圧用と負電圧用の 2 つの整流器が使用されます。

フィルタコンデンサ: 整流された電圧を平滑化してリップルを低減します。

電圧レギュレータ: 入力電圧または負荷の変動にもかかわらず、安定した出力電圧を維持します。

センタータップトランスを理解する

多くの二重電源図の中心は、センタータップのトランスです。二次巻線の両端とセンタータップの 3 つの出力端子があります。センタータップは接地基準点となります。どちらかの端と中央タップの間の電圧は等しいですが極性が逆で、+V と -V 出力が得られます。

デュアル電源の整流プロセス

二重電源の整流段は通常、2 つのダイオードで構成された全波整流器です。各ダイオードは AC 波形の半分を整流し、センタータップのグランドに対して正と負の DC 電圧を生成します。この方法では、両方のレールの AC 電圧を DC 電圧に効率的に変換します。

出力電圧のフィルタリングと平滑化

整流後の出力電圧には交流波形によるリップルが含まれます。電圧を平滑化するために、出力端子間にフィルタ コンデンサが接続されます。コンデンサは電圧のピーク時に充電し、谷間に放電することで電圧変動を低減し、より安定した DC 出力を提供します。

安定した出力のための電圧レギュレーション

電圧レギュレータは、入力電圧や負荷電流の変化に関係なく、デュアル電源が安定した電圧を供給することを保証します。 7812 (正電圧レギュレータ) や 7912 (負電圧レギュレータ) などの一般的な IC レギュレータは、それぞれ正確な +12V および -12V 出力を維持するために使用されます。この安定性は、繊細な電子コンポーネントにとって非常に重要です。

2電源の応用例

デュアル電源は次の分野で広く使用されています。

オペアンプ回路: 正と負の両方の入力信号を処理します。

オーディオアンプ: クリーンでバランスのとれたオーディオ信号増幅用。

アナログ信号処理: 正確な信号操作には対称的な電圧レールが必要です。

テスト機器: さまざまなデバイスをテストするための柔軟な電圧オプションを提供します。

デュアル電源を使用する利点

回路設計を簡素化する対称電圧を提供します。

歪みを低減することでアナログ回路のパフォーマンスを向上させます。

電子回路におけるAC信号の処理が容易になります。

全体的な回路の安定性と信頼性が向上します。

共通の課題と解決策

二重電源は有益ですが、電圧の不均衡、ノイズ、熱放散などの問題に直面する可能性があります。これらの課題に対処し、効率的な動作を保証するには、適切なトランスの選択、適切なフィルタリング、および電圧レギュレータのヒートシンクが不可欠です。

デュアル電源図を理解することは、対称的な電圧レールを必要とするアナログ電子機器や回路を扱う人にとっては基本です。この記事では、センタータップの変圧器や整流器からフィルタリングや電圧調整に至るまで、コンポーネントとその機能を分析することで、二重電源がどのように動作するかについて明確な洞察を提供しました。オーディオ アンプを設計している場合でも、オペアンプを使用している場合でも、二重電源図をマスターすると、安定した効率的な電子回路を作成する能力が向上します。