www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kfz - Wechselrichter


Autor: Reinhard Staab (rstaab)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

möchte einen kleinen Wechselrichter für die Verwendung im Auto bauen 
(Battery -> 230V) um z.B. Handy oder Akkus für die Kamera aufzuladen. 
Eine Ausgangsleistung von max. 15W sollten hierfür reichen. 
Schaltungsvorschläge gibts ja genug im Netz, dachte an 50Hz Ansteuerung
eines Trafos mit der Mittelanzapfung auf Batterie.

Hätte hierfür noch einige Verständnisfragen, hoffe ihr könnt mir dabei 
helfen?

1) Hat jemand Erfahrung mit dieser Schaltung?
Würde erwarten das die Ausgangsspannung (230V) sehr schwankt, da die 
Batteriespannung im Auto in der Regel zwischen 10V und 14V (mit 
Generator) liegen kann. Bei einem Übertragungsverhältnis von 
230V/12V=19,2 würde meiner Überlegung nach die Ausgangsspannung zwischen 
192V (10V) und 268V (14V) liegen.
2) Haben die Ladegeräte Probleme bei dieser Schwankung der Netzspannung?

3) Benutzt man am besten 12V/230V Trafos oder sollte die Primärspannung 
niedriger liegen (z.B. auf 10V)? Die Leerlaufspannung liegt ja etwas 
höher.

4) Ringkern oder Printtrafo?

5) Bezieht sich die Nennleistungsangabe bei Trafos auf die Summe von 
Primär- und Sekundärleistung, bzw. ist die Leistungsberechnung so 
richtig?

  U_eff(sec) = (230V*0,707) = 162V
  I_eff(sec) = 100mA
  P_eff(sec) = 16,2W

  I_pk(prim) = 100mA * (230V/12V) = 1,9A (ideal)
  P_pk(prim) = 1,9A * 12V = 23W
  I_eff(prim) = 1,9A/2 = 0,95A
  P_eff(prim) = 23W/2 = 11,5W

  P_ges = P_eff(sec) + P_eff(prim) = 28W

6) Mit welcher Verlustleistung ist zu rechnen, bzw. wie groß sollte der 
Trafo realistisch gewählt werden?

Mir gehts auch darum die Anwendung bzw. den Hintergrund etwas besser zu 
verstehen. Danke vorab für eure Hilfe!

Gruß, Reinhard

Autor: BlaueLED (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

Vielleicht reicht für deine anforderung auch eine einfache 
USB-Ladeschaltung. Da bräuchtest du nur einen einfachen Stepdown Regler.

Falls das nicht reicht, solltest du lieber auf ein käufliches Produkt 
ausweichen, da elektrobastelei im Auto imho nicht gern von TÜV und/oder 
Versicherungen gesehen werden. Außerdem wäre das auch die günstigere 
Variante.

Arne

Autor: MeinerEiner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Irgendwie isses alles andere als effizient, wenn man von 12V auf 230V 
geht und dann wieder runter auf 3/5/12V, je nach dem was das Gerät 
braucht.

Schaltregler direkt von 12V aus runter ist effizenter, billiger und 
ungefährlicher.

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> 4) Ringkern oder Printtrafo?
Diese Frage ist schwierig zu beantworten...
Ringkerntrafos verursachen starke Stromspitzen an der Ansteuerung. 
Starke Power-MOSFETs vertragen das aber locker.
Allerdings könnte das Störungen im KFS-Bordnetz verursachen. Also bitte 
einen dicken Elko und eine Entstördrossel vorschalten.

Der riesige Vorteil an Ringkerntrafos ist die sehr harte Kennlinie. 
Daher bleibt die Ausgangsspannung auch bei stark wechselnder Belastung 
stabil.

Und ein 12V-Trafo müsste schon ok sein. Die meisten modernen Ladegeräte 
haben ein Schaltnetzteil, das mit ca. 100...260V Sinus-Spannung bzw. ca. 
140...370V Rechteck-Spannung funktioniert.
Dieser Wandler liefert ja eine eher rechteckförmige Spannung, also 
sollte es ok sein.

Und die Nennleistungsangabe bei Trafos ist immer die Sekundärleistung.
Ein 12W-Trafo mit 12V Spannung liefert also 12V/1A.
Man darf also soviel Leistung einspeisen, dass 12W rauskommen. Bei 
Blocktrafos dürften das ca. 15...18W sein, weil der Trafo ja nicht 100% 
Wirkungsgrad hat.

> Mit welcher Verlustleistung ist zu rechnen, bzw. wie groß sollte der
> Trafo realistisch gewählt werden?
Etwas überdimensionieren schadet nie, ein Trafo mit ca. 25...40W wäre 
eine gute Wahl. Ein Blocktrafo dieser Leistungsklasse hat vielleicht so 
70...80% Wirkungsgrad, ein Ringkerntrafo dürfte auf 90...95% kommen.

Wenn du starke Mosfets mit wenig Rds nimmst (z.B. IRF1404, ist aber 
schon fast Overkill), dann dürften die Mosfets sogar ohne Kühlkörper 
auskommen, die Verlustleistumg in den Mosfets dürfte ziemlich 
vernachlässigbar sein.
Ein kleines Kühlblech schadet aber trotzdem nicht...

Autor: oszi40 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
-Den Umweg über die 230V würde ich vermeiden wenn bloß ein paar Akkus 
geladen werden sollen. Es gab schon ab 15€ fertige 230V-Wandler in der 
Wühlkiste beim C.
-50Hz erfordern häßlich großen Trafo und bringen einige Verluste.
-Die bösen Spannungsspitzen im Kfz-Bordnetz sollte man kennen. Wie immer 
F23 lesen z.B. Beitrag "Spannungsversorung Filtern für KFZ Einbau"

Autor: Reinhard Staab (rstaab)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für eure Antworten.
Muss zustimmen, effizient ist es nicht über 230V zu gehen, ein Step-Down 
Regler würde sicher auch funktionieren (wäre auch kleiner) aber ich sehe 
den Vorteil darin flexibler zu sein und mir nicht X verschiedene 
Ladestecker besorgen zu müssen.
Zusätzlich möchte ich ein bisschen mehr über die Anwendung mit Trafo 
lernen, weshalb ich mir auch keinen Wechselrichter kaufen will.

Kann man sich das mit der Nennleistungsangabe beim Trafo so vorstellen, 
das Primär- & Sekundärseitig die gleiche Leistung umgesetzt werden kann? 
In diesem Fall müsste ich ja auch die Primärseite (230V) und 
Sekundärseite (12V) vertauschen?

Gibt es einen Zusammenhang zwischen Nenn- und Leerlaufspannung bein 
Trafo, hab in einem Datenblatt zum Ringkerntrafo nicht wirklich was 
gefunden. Bei welcher Last ist dann eigentlich die Sekundärseitige 
Nennspannung definiert,
bei Nennleistung?
Bzw. kennt jemand einen Link / Datenblatt auf dem eine Kennlinie von 
Print- und Ringkerntrafo zu finden ist?

Eingangsseitig entstören muss ich das Ding wohl, dachte an Elkos, ne 
Drossel, Verpolschutz und Suppressordiode. Werde ich mir dann anschauen 
was nötig wird und einen Loaddump muss es ja nicht wirklich aushalten.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hmm bist du sicher daß du weißt was du tust?

ansonsten immer dran mit den kondensatoren an den wechselstrom und rein 
mit dem gleichstrom in den trafo! dann lernst sehr schnell daß es so 
einfach dann doch nicht ist!

ein trafo kann nur wechselspannung umsetzen, sowas hast du im auto 
nicht. folglich mußt du erst eine wechselspannung erzeugen die du dann 
mit einem umsetzen kannst. der aufwand für einen step-down-wandler ist 
deutlich geringer als der für einen wechselrichter auf 230V.

Autor: MeinerEiner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> sowas hast du im auto nicht

Stimmt nicht ganz. Direkt im Generator (vor dem Gleichrichter/Regler) 
gibts Drehstrom.

Weiterer Nachteil der 230V-Wechselrichter: Geräte, die keine 
Rechteckspannung vertragen, funktionieren damit nicht (lange); 
"Konventionelle" Trafos, Kondensatornetzteile (die rauchen dann...), 
übliche Bohrmaschinen (warum auch immer man die im Auto braucht).

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
war mir doch klar daß irgendein troll damit kommt. aber mußte ja sein, 
schließlich sind wir hier ja alle so bescheuert unsere generatoren 
auslegungsgemäß zu betrieben. von mir aus bitte, reiß deinen generator 
auseinander und schon hast du sogar drehstrom.

**kopfschüttel**

Autor: MeinerEiner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hauptsache andere als Troll beschimpfen können... Toll gemacht, kriegst 
nen Lutscher. Kannst auch was anderes? (In deinem eigenen Interesse: 
Lies dir die Definition von Troll durch)

Der Hinweis mit Drehstrom in der Lichtmaschine entspricht der Tatsache. 
Wenn derjenige dann unbedingt meint, seine Lichtmaschine zerlegen zu 
müssen, soll er's tun. Dass TÜV und das Bordnetz da evtl. was dagegen 
haben, ist die andere Sache.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
sowas nervt doch einfach nur. ich dachte es geht hier um eine praxisnahe 
anwendung. hat sich einer von uns beiden wohl geirrt.

Autor: ... (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich hab das Gefühl, der TE weiß nicht, dass er mit Gleichspannung keinen 
Trafo ansteuern kann.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
MeinerEiner schrieb:
> Stimmt nicht ganz. Direkt im Generator (vor dem Gleichrichter/Regler)
> gibts Drehstrom.

Das hab ich mir auch schon mal überlegt.
Einfach eine zweite Lichtmaschine umwickeln von 1x 12V 100A auf 3x 230V 
1,7A.
So hätte man auf längeren Campingtouren immer einen Generator dabei.
Hat das jemand mal ausprobiert?


> Weiterer Nachteil der 230V-Wechselrichter: Geräte, die keine
> Rechteckspannung vertragen, funktionieren damit nicht (lange);

Da heutzutage fast alle Geräte <15W Schaltnetzteile sind, zieht dieses 
Argument nicht mehr. Jedenfalls alle die mir spontan einfallen.
Außerdem ist es eine Trapezspannung und somit nicht ganz so schlimm.


@Reinhard Staab (rstaab):
Entweder dir fehlen die nötigen Kenntnisse wirklich, dann lass es besser 
bleiben und kauf die für 30€ einen fertigen _Wechsel_richter. Oder du 
bist tatsächlich ein Troll.

Autor: Reinhard Staab (rstaab)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich kann dem Lauf der Diskussion leider nicht mehr ganz folgen.
Trafo / Gleichsrom??
Wo ist das Problem eine 50Hz Rechteckspannung zu erzeugen und damit den 
Trafo anzusteuern?
Mir geht es um die Auswahl des Trafos, bzw. um Probleme die bei dieser 
Schaltung zu erwarten sind. Wollte nur von euren Erfahrungen 
profitieren, ausprobieren kann ich es selber auch.

Wenn es um die Entstörung auf Bordnetzseite geht, dann sollte man das 
bei Step-Up oder Step-down Reglern auch machen, wenn man (zumindest bei 
größeren Leistungen und abh. von der Frequenz) noch Radio hören will.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Reinhard Staab schrieb:
> Kann man sich das mit der Nennleistungsangabe beim Trafo so vorstellen,
> das Primär- & Sekundärseitig die gleiche Leistung umgesetzt werden kann?
Ja.

> Gibt es einen Zusammenhang zwischen Nenn- und Leerlaufspannung bein
> Trafo, hab in einem Datenblatt zum Ringkerntrafo nicht wirklich was
> gefunden.
Ja, allerdings ändern Ringkerntrafos ihre Ausgangsspannung unter Last 
nicht allzu stark.

> Bei welcher Last ist dann eigentlich die Sekundärseitige
> Nennspannung definiert, bei Nennleistung?
Nennspannung bei Nennlast.
Datenblatt z.B. hier: http://www.reichelt.de/?ARTICLE=15277


> Eingangsseitig entstören muss ich das Ding wohl, dachte an Elkos, ne
> Drossel, Verpolschutz und Suppressordiode.
+Sicherung
Entstören auf jeden Fall. Ist besser fürs Auto und deine Schaltung.


> Ich kann dem Lauf der Diskussion leider nicht mehr ganz folgen.
> Trafo / Gleichstrom??

Sorry für die harschen Worte, aber dein vorheriger Post hat sich für 
mich (und andere) so angehört, als wolltest du die 12V DC direkt auf den 
Trafo geben.


> Mir geht es um die Auswahl des Trafos, bzw. um Probleme die bei dieser
> Schaltung zu erwarten sind. Wollte nur von euren Erfahrungen
> profitieren, ausprobieren kann ich es selber auch.

Ich habe sowas noch nicht gebaut, aber einige andere hier schon.
Hier gibts Erfahrungswerte:
http://www.mikrocontroller.net/search?query=%2Bwec...

Und hier Grundlagen:
http://www.trifolium.de/netzteil/kap7.html
Und ein schönes Berechnungstool:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/spw_smps.html

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Ich hab das Gefühl, der TE weiß nicht, dass er mit Gleichspannung keinen
> Trafo ansteuern kann.
dieses gefühl hatte ich auch. wenns nicht so ist würde mich das freuen.

> Einfach eine zweite Lichtmaschine umwickeln von 1x 12V 100A auf 3x 230V
> 1,7A.
einfach also. da gehts doch schon damit los daß du nicht weißt, daß so 
ein ding für 3x20V oder so gewickelt ist und die 1x12V nur dank 
gleichrichter und spannungsregler rauskommen.

stellt sich auch die frage was der TÜV zu 230V~ im motorraum sagt. das 
müßte man schon sehr ordentlich bauen um dafür eine abnahme zu bekommen.

> So hätte man auf längeren Campingtouren immer einen Generator dabei.
jedenfalls solange der motor mit einer festen drehzahl läuft, damit du 
deine 50Hz aus dem generator bekommst. in der praxis hat der 
wechselstrom im generator aber eine frequenz von einigen hundert Hz bis 
zu mehreren kHz. kann man zuweilen sehr schön als drehzahlabhäniges 
fiepen im radio höhren. damit machst du den trafos der netzgeräte oder 
irgendwelchen eingangsfiltern keine große freude mit.

> Hat das jemand mal ausprobiert?
nur die, die brennend auf der standspur stehen und nichtmal mehr hilfe 
rufen können weil das handy vorher durchgebrannt ist. ;)

wo ist das problem mit den zur verfügung stehenden 12V einen 
wechselrichter zu betreiben? wenn die dinger nicht fest eingebaut werden 
gibts auch nie probleme mit dem TÜV. wäre ein zu einfaches leben, oder?! 
;)

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ben _ schrieb:
>> Einfach eine zweite Lichtmaschine umwickeln von 1x 12V 100A auf 3x 230V
>> 1,7A.
> einfach also. da gehts doch schon damit los daß du nicht weißt, daß so
> ein ding für 3x20V oder so gewickelt ist und die 1x12V nur dank
> gleichrichter und spannungsregler rauskommen.

Nehmen wir mal großzügige 2V an den Dioden an, dann sind es 14V+2V=16V 
Strangspannung.
Die Regelung braucht keine Spannung.


> stellt sich auch die frage was der TÜV zu 230V~ im motorraum sagt.
Jedes Wohnmobil hat 230V, also sollte das schon möglich sein.

> wo ist das problem mit den zur verfügung stehenden 12V einen
> Wechselrichter zu betreiben?  wäre ein zu einfaches leben, oder?! ;)
JA ;)

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Nehmen wir mal großzügige 2V an den Dioden an, dann sind es 14V+2V=16V
> Strangspannung.
das ist das was letztendlich rauskommt. der generator kann aber 
insbesondere bei hohen drehzahlen deutlich mehr. sonst würde das ding ja 
nicht die batterie abkochen wenn der regler defekt ist bzw. gar keinen 
regler brauchen. mit viel pech schafft ein großer generator mit defektem 
regler auch 20V und mehr ins bordnetz einzuspeisen. das killt dann nicht 
nur alle lampen sondern es kann auch richtig teuer werden wenn 
steuerteile abrauchen.

> Die Regelung braucht keine Spannung.
das stimmt so nur halb. diese spannungsmäßige auslegung ist nicht für 
die stromerzeugung notwendig. aber die regelung braucht diesen headroom 
um die spannung unter allen betriebsbedingungen (niedrige wie hohe 
drehzahl, hoher wie niedriger strombedarf) konstant zu halten. trotzdem 
erreichen diese generatoren bei leerlaufdrehzahl des verbrennungsmotors 
schon nicht mehr ihre volle leistung, zwischen 50 und 70 prozent ist 
schluß. manchmal sogar noch darunter.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.