12-0-12 Funktionsweise, Spezifikationen und Verwendung des Transformators mit Mittelanzapfung

Ein 12-0-12-Transformator mit Mittelanzapfung ist eine häufig verwendete Komponente im Entwurf elektronischer Stromversorgungen, insbesondere dort, wo stabile und flexible Niederspannungs-Wechselstromausgänge erforderlich sind.In diesem Artikel werden die Grundlagen, technischen Spezifikationen, Anschlussidentifikation, Funktionen, Anwendungen, sicherer Betrieb, Verwendungsmethoden sowie die Vorteile und Einschränkungen eines 12-0-12-Transformators mit Mittelanzapfung erläutert.

Katalog

12-0-12 Center Tapped Transformer Basic

A 12-0-12 center-tapped transformer ist ein Abwärtstransformator, der üblicherweise in Stromversorgungskreisen verwendet wird.„12-0-12“ bedeutet, dass die Sekundärwicklung auf jeder Seite 12 V Wechselstrom mit einem Mittelpunkt (0) in der Mitte liefert.Von beiden Enden bis zum Mittelabgriff erhalten Sie 12 V Wechselstrom und von Ende zu Ende 24 V Wechselstrom.

Man spricht von Mittelanzapfung, weil die Sekundärwicklung in zwei gleiche Hälften geteilt ist.Dieser Mittelabgriff wird häufig als Erdungs- oder Referenzpunkt verwendet und erleichtert so die Erzeugung positiver und negativer Spannungen.Aus diesem Grund wird es häufig in Audioverstärkern, geregelten Netzteilen und Vollweggleichrichterschaltungen verwendet.

Technische Spezifikationen

Parameter	Spezifikation
Transformatortyp	Rücktritt, Mittig angezapft
Primärer Input Spannung	220 V Wechselstrom
Eingangsfrequenz	50 Hz
Sekundärer Ausgang Spannung	12 V – 0 – 12 V Wechselstrom
End-to-End Spannung	24 V Wechselstrom
Nennleistung Aktuell	1 A
Nennleistung	24 VA (ca.)
Anzahl Sekundärausgänge	3 Terminals (12V, 0V, 12V)
Montageart	Vertikale Montage
Kerntyp	Laminiertes Eisen Kern
Isolationsklasse	Klasse B (typisch)
Kühlmethode	Natürliche Luft Kühlung
Paketgröße	Klein/kompakt
Kosten	Niedrige Kosten

Transformer Terminal Identification

Terminal	Seite	Spannung Ebene	Beschreibung
I1	Primär	220 V Wechselstrom	Ein Terminal von Die Primärwicklung ist an das Wechselstromnetz angeschlossen
I2	Primär	220 V Wechselstrom	Zweites Terminal der an das Wechselstromnetz angeschlossenen Primärwicklung
T1	Sekundär	12 V Wechselstrom	Ein Ende des Sekundärwicklung;liefert 12 V Wechselstrom relativ zum Mittelabgriff
T2	Sekundär (Mitteltippen)	0 V	Mittelpunkt von die Sekundärwicklung;als Masse oder Referenz verwendet
T3	Sekundär	12 V Wechselstrom	Anderes Ende des Sekundärwicklung;provides 12 V AC relative to the center tap
T1 – T3	Sekundär (Ende-zu-Ende)	24 V Wechselstrom	Spannung gemessen über beide äußeren Sekundäranschlüsse

12-0-12 Merkmale des Transformators mit Mittelabgriff

Abwärtsspannungswandlung

Ein 12-0-12-Transformator mit Mittelanzapfung dient dazu, hohe Netzspannungen (z. B. 220 V Wechselstrom) auf sicherere, niedrigere Wechselspannungen zu reduzieren.Dadurch eignet es sich für die Stromversorgung elektronischer Niederspannungsschaltkreise, ohne empfindliche Komponenten zu beschädigen.

Center-Tapped Secondary Winding

Der Mittelabgriff teilt die Sekundärwicklung in zwei gleiche Hälften, die jeweils 12 V Wechselstrom liefern.Mit dieser Funktion kann der Transformator entweder 12 V AC, 24 V AC (End-to-End) oder eine geteilte Versorgung unter Verwendung des Mittelpunkts als Referenz liefern.

Supports Dual Power Supplies

Aufgrund des Mittelabgriffs eignet sich dieser Transformator ideal für Schaltkreise, die sowohl positive als auch negative Spannungen benötigen, wie z. B. Audioverstärker und Netzteile für Operationsverstärker.

Effiziente Vollwellengleichrichtung

Es funktioniert gut mit einem Zwei-Dioden-Vollweggleichrichter, der im Vergleich zur Halbwellengleichrichtung einen gleichmäßigeren Gleichstromausgang erzeugt und die Welligkeit in Stromversorgungsdesigns reduziert.

Stable and Reliable Output

Der Transformator liefert unter normalen Lastbedingungen eine konstante Spannung und einen konstanten Strom und trägt so zu einer zuverlässigen Leistung und einer längeren Lebensdauer der Schaltung bei.

Kompaktes und kostengünstiges Design

Seine geringe Größe und einfache Konstruktion erleichtern die Montage auf Leiterplatten oder Chassis und halten gleichzeitig die Gesamtsystemkosten für gängige elektronische Anwendungen niedrig.

Mehrere Spannungsoptionen von einem Transformator

Ein 12-0-12-Transformator mit Mittelanzapfung bietet Flexibilität, indem er drei nutzbare Spannungspunkte bereitstellt: 12 V Wechselstrom, 0 V (Mittelanzapfung) und weitere 12 V Wechselstrom.Entwickler können je nach Schaltungsanforderungen zwischen einer einzelnen 12-V-Versorgung, einer 24-V-Versorgung oder einer geteilten ±12-V-Konfiguration wählen.

Gute elektrische Isolierung

Der Transformator trennt die Primärseite (Netzseite) elektrisch von der Sekundärseite (Niederspannungsseite).Diese Isolierung erhöht die Benutzersicherheit und schützt die angeschlossene Elektronik vor Hochspannungsfehlern.

Geeignet für Linearreglerschaltungen

Der Ausgangsspannungspegel ist ideal für die Verwendung mit linearen Spannungsreglern wie 7812 und 7912 und ermöglicht die einfache Erzeugung geregelter Gleichspannungen in Netzteildesigns.

Geringes Rauschen für empfindliche Schaltkreise

Im Vergleich zu Schaltnetzteilen erzeugt ein Transformator mit Mittelanzapfung ein geringes elektrisches Rauschen.Dadurch eignet es sich für Audioschaltkreise, Messgeräte und andere geräuschempfindliche Anwendungen.

Robuste und langlebige Konstruktion

Der Transformator besteht aus laminierten Eisenkernen und isolierten Kupferwicklungen und ist für einen langfristigen Dauerbetrieb mit minimalem Wartungsaufwand ausgelegt.

Einfache Integration in traditionelle Designs

Durch die einfache Verkabelung und die bekannte Bedienung ist es einsteigerfreundlich und wird in Bildungsprojekten, Heimwerkerelektronik und industriellen Steuerungssystemen umfassend unterstützt.

Breite Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten

• Wechselstrom-zu-Gleichstrom-Stromversorgungskreise

• Vollweg-Gleichrichterschaltungen

• Duale ±12-V-Stromversorgungsdesigns

• Netzteile für Audioverstärker

• Operationsverstärkerschaltungen (Op-Amp).

• Lineare Spannungsreglerschaltungen (7812 / 7912)

• DIY-Elektronikprojekte und Hobby-Kits

• Bildungs- und Ausbildungsausschüsse

• Industrielle Steuerstrommodule

• Analoge Signalverarbeitungsschaltungen

• Batterieladeschaltungen

• Netzteile für eingebettete Systeme

• Prüf- und Messgeräte

• Geräuscharme elektronische Anwendungen

• Universelle Abwärtsleistungsanwendungen

Sicherer Betrieb des Transformators mit Mittelabgriff

Der sichere Betrieb eines 12-0-12-Transformators mit Mittelanzapfung beginnt mit der Verwendung der richtigen Eingangsspannung und -frequenz.Schließen Sie die Primärwicklung immer an die Nennstromversorgung an, z. B. 220 V Wechselstrom bei 50 Hz.Das Anlegen einer höheren Spannung oder einer falschen Frequenz kann zu Überhitzung, Isolationsschäden oder dauerhaftem Ausfall führen.Ebenso wichtig ist die ordnungsgemäße Verkabelung der Sekundärklemmen.Identifizieren Sie die beiden 12-V-Klemmen und den Mittelabgriff deutlich, bevor Sie die Last oder den Gleichrichterkreis anschließen.Falsche Anschlüsse können zu Kurzschlüssen oder unerwarteten Spannungspegeln führen, die angeschlossene Komponenten beschädigen können.

Während des Betriebs ist für ausreichende Belüftung zu sorgen.Transformatoren erzeugen unter Last Wärme, daher sollten sie in einem gut belüfteten Bereich montiert und von brennbaren Materialien ferngehalten werden.Vermeiden Sie es, den Transformator in engen Räumen ohne Luftzirkulation einzuschließen.Verwenden Sie auf der Primärseite immer geeignete Sicherungen und Schutzeinrichtungen.Eine Sicherung hilft, Schäden bei Überlastung oder Kurzschlüssen zu verhindern und verbessert die Gesamtsicherheit des Systems.

Stellen Sie abschließend sicher, dass der Transformator sicher montiert und ordnungsgemäß isoliert ist.Eine lockere Montage oder freiliegende Anschlüsse erhöhen das Risiko von Stromschlägen und mechanischen Schäden, insbesondere bei Langzeit- oder Industrieanwendungen.

Verwendung eines Transformators mit Mittelanzapfung

Ein 12-0-12-Transformator mit Mittelanzapfung funktioniert wie ein normaler Abwärtstransformator, seine Sekundärwicklung verfügt jedoch über einen zusätzlichen Anschluss in der Mitte.Wenn an die Primärwicklung Netzwechselspannung angelegt wird, wird durch magnetische Induktion eine Wechselspannung in der Sekundärwicklung induziert.Der Mittelabgriff befindet sich genau in der Mitte der Sekundärspule und fungiert somit als Null-Volt-Referenzpunkt.

Die Sekundärseite verfügt über drei Anschlüsse: zwei Außenanschlüsse und einen Mittelabgriff.Wenn Sie den Mittelabgriff (0) mit einem der äußeren Anschlüsse verbinden, erhalten Sie 12 V Wechselstrom.Dies ist nützlich, wenn Sie nur eine einzige Niederspannungsversorgung benötigen.Wenn Sie den Mittelabgriff ignorieren und die beiden Außenklemmen miteinander verbinden, erhalten Sie 24 V Wechselstrom.

Dieser Transformator eignet sich besonders für Vollweggleichrichterschaltungen.Jede Hälfte der Sekundärwicklung liefert abwechselnd Spannung, was nach Gleichrichtung und Filterung einen gleichmäßigeren Gleichstromausgang ermöglicht.Da beide Hälften gleiche Windungen haben, ist die Spannung auf beiden Seiten ausgeglichen, wodurch sich der 12-0-12-Transformator ideal für Anwendungen mit doppelter oder geteilter Stromversorgung eignet.

Vorteile und Einschränkungen

Vorteile

• Bietet mehrere Spannungsoptionen (12 V, 24 V oder ±12 V) von einem einzigen Transformator

• Der Mittelabgriff ermöglicht die einfache Erstellung von Doppelstromversorgungen

• Funktioniert effizient mit Vollweg-Gleichrichterschaltungen

• Bessere DC-Ausgangsqualität im Vergleich zur Einweggleichrichtung

• Gute elektrische Trennung zwischen Netz und Niederspannungskreisen

• Geringes elektrisches Rauschen, geeignet für Audio- und Analoganwendungen

• Einfaches, zuverlässiges und gut verständliches Design

• Kostengünstig für herkömmliche lineare Netzteile

Einschränkungen

• Sperriger und schwerer als Schaltnetzteile

• Geringerer Wirkungsgrad aufgrund von Wärmeverlusten im Eisenkern

• Erfordert ordnungsgemäße Sicherung und Schutz auf der Primärseite

• Die Ausgangsspannung sinkt bei starker Belastung

• Begrenzter Ausgangsstrom basierend auf der Transformatornennleistung

• Nicht geeignet für tragbare oder platzbeschränkte Designs

• Feste Ausgangsspannung, nicht ohne zusätzliche Schaltung einstellbar

Fazit

Der 12-0-12-Transformator mit Mittelanzapfung bietet eine ausgewogene und zuverlässige Lösung für die Umwandlung hoher AC-Netzspannung in nutzbare Niederspannungsausgänge.Mit seiner in der Mitte angezapften Sekundärwicklung ermöglicht es mehrere Spannungskonfigurationen, eine effiziente Vollweggleichrichtung und die einfache Erstellung von Doppelstromversorgungen.Aufgrund seiner robusten Konstruktion, seines geringen Rauschens und seiner elektrischen Isolierung eignet es sich für eine Vielzahl elektronischer Anwendungen.Zwar weist es im Vergleich zu Schaltnetzteilen Einschränkungen hinsichtlich Größe und Effizienz auf, doch durch die richtige Auswahl und den sicheren Betrieb kann es in herkömmlichen linearen Netzteildesigns eine konsistente und dauerhafte Leistung liefern.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Kann ein 12-0-12-Mittelanzapfungstransformator ohne Mittelanzapfung verwendet werden?

Ja.Wenn der Mittelabgriff nicht angeschlossen ist, können Sie über die beiden äußeren Anschlüsse 24 V AC für Anwendungen beziehen, die eine höhere Spannung erfordern.

2. Welche Gleichspannung kann ich nach der Gleichrichtung von einem 12-0-12-Transformator erhalten?

Nach der Vollweggleichrichtung und -filterung erzeugt jede 12-V-Wechselstromseite ohne Regelung typischerweise etwa 16–17 V Gleichstrom.

3. Ist ein 12-0-12-Transformator zum Laden von Batterien geeignet?

Ja, aber nur mit ordnungsgemäßer Gleichrichtung, Filterung und Spannungs-/Stromregelung entsprechend dem Batterietyp und der Batterieleistung.

4. Was passiert, wenn ich die Sekundärklemmen falsch anschließe?

Eine falsche Verkabelung kann zu Kurzschlüssen, durchgebrannten Sicherungen, Überhitzung oder Schäden an angeschlossenen Komponenten und dem Transformator selbst führen.

5. Wie identifiziere ich den Mittelabgriff, wenn der Transformator unbeschriftet ist?

Sie können ein Multimeter verwenden, um die Spannung zwischen den Anschlüssen zu messen.Der mittlere Abgriff zeigt an beiden äußeren Anschlüssen die gleiche Spannung.

6. Kann ich einen 12-0-12-Transformator für eine ±15-V-Stromversorgung verwenden?

Ja, mit geeigneter Gleichrichtung und Spannungsreglern kann es ±15 V Gleichstrom für Operationsverstärker und analoge Schaltkreise erzeugen.

7. Funktioniert ein 12-0-12-Transformator mit einem 60-Hz-Netz?

Ein für 50 Hz ausgelegter Transformator kann bei 60 Hz arbeiten, es wird jedoch empfohlen, die Herstellerspezifikationen zu prüfen, um eine Überhitzung zu vermeiden.

8. Wie viel Last kann ein 1A 12-0-12-Transformator sicher bewältigen?

Jede 12-V-Wicklung kann ihren Nennstrom liefern, die Gesamtlast muss jedoch innerhalb der VA-Nennleistung des Transformators bleiben.

9. Was ist der Unterschied zwischen einem Transformator mit Mittelanzapfung und einem Dual-Sekundärtransformator?

Ein Transformator mit Mittelanzapfung hat eine geteilte Wicklung mit einem gemeinsamen Mittelpunkt, während ein Dual-Sekundärtransformator zwei separate Wicklungen hat.