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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wechselrichter


Autor: Sebastian (Gast)
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Hallöchen Leute,

ich habe mal ein kleines Prolem, zumindest hoffe ich das. Ich habe vor
längerer Zeit ne USV geschlachtet. Nun dachte ich mir ich bau mir ein
Wechselrichter.
Um klein anzufangen, habe ich mir nen ATMega8 geschnappt und erstmal
ein Rechteckgenerator mit 25% Tastverhältniss programmiert.
Läuft und ist auch kein Thema. Um die Spannung auf die Primärwicklung
zu geben wollte ich 3 Buz11 nehmen. Für 300W Dauerlast sollte das
reichen.

Mein Problem ist aber, wie ich die ansteuere. Ich habe mir schon
verschiedene Wechselrichter angesehen aber irgenwie bin ich nicht so
recht schlau geworden.
Hab mir dann den Schaltplan des 650W DC/DC Wandler von Elektor besorgt.
Die steuern die Buz mit ner Kombination aus PNP&NPN Transen an.
Das habe ich dann auch nachgebaut aber irgendwas war wohl nicht
richtig.

Die 230 Volt kamen aus dem Trafo raus, leider wurden die Buz schon nach
kurzer Zeit warm, obwohl nur 1A geflossen ist. Als ich nachgemessen habe
war die Spannung am Gate nicht 12V Wie erwartet sondern nur 6V.

Kann mir jemand helfen und mir sagen wie ich die BD139-16 und BD140-16
beschalten muss? Im Moment ist zwar alles recht langsam und per
Rechteck-Signal, aber es soll später mal ein Sinuswechselrichter
werden. Ja man muss keinen Mega8 nehmen, aber der kleine soll später
noch ein paar andere Sachen erledigen.

Schon mal Danke im voraus.

Seb

Autor: Thomas O. (Gast)
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Hallo,

ich würde es so beschalten. Die Spule hängt am PNP welcher nicht
durchschaltet weil die Basic positiv ist. Wenn du jetzt deinen Pin
einschaltest schatet der NPN druch zieht die Basis des PNP auf Masse so
schaltet dieser durch und deine Spule/Verbraucher erhältstrom.

Allerdings musst du drauf achten das die der NPN mit der geringen
Ausgangsleistung deines Portpins durchschaltet. Und immer darauf achten
das der Transistor bei PWM voll durchschaltet mit den kurzen Impulsen
wenn das nicht passiert fungiert er wie ein Wiederstand der die Energie
verbräht deswegen wird er dann sehr schnell sehr heiß. Du musst dir also
mit dem Oszi anschauen ob er bei den kurzen Impulsen voll durchsteuert.

Autor: Thomas O. (Gast)
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Hallo,

du musst natürlich noch die Spannungsspitzen die entstehen eliminieren
nicht das es dir den Portpin zerschießt wenn da irgenwo mal flugs 100V
Spitzen auftreten. Am besten nen Transistor nehmen der für über 230V
geeignet ist. Hab jetzt die Daten des BUZ11 nicht im Kopf der sollte
aber nur für 100V geeignet sein.

Autor: Benedikt (Gast)
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@Thomas O.
So wird das mal ganz sicher nichts, da der Transistor ein paar Volt
verheizt, was bei >30A schon in den 100W Verlustleistungsbereich geht,
und das macht der Transistor sicher nicht mit !


@Sebastian
Poste mal deine bisherige Schaltung.

Autor: Thomas O. (Gast)
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Hallo,

hä welcher Transistor muss was verheizen? Ist doch alles durch
Wiederstände begrenzt. Der PNP sollte halt ausreichend dimensioniert
sein. Kanst aber auch gleich nen Darlington nehmen ala TIPxxx

Autor: Axel (Gast)
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boring, hatten wir doch alles schon einigemale...
der PNP leitet bei Ube 0.8V. (an Basis-Emitter gemessen) Der Widerstand
R1 begrenzt den Basisstrom. An deiner Last soll doch hoffentlich die
gesamte Betriebsspannung abfallen, oder? somit sinkt die Spannung am
Emmiter solange bis Ube vom PNP wieder kleiner als 0.8V geworden ist.
Fazit: durch deine Last fliesst nun ein konstanter Strom von Basistrom
x Stromverstärkung. Hast also eine Konstantsromquelle gebaut. Die Last
kommt immer in den Kollektor...
Gruß an alle
Axel

Autor: Benedikt (Gast)
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@Thomas O.
Ohne dich jetzt beledigen zu wollen, aber lass besser die Finger von
Sachen die du nicht verstehst...

>Der PNP sollte halt ausreichend dimensioniert
>sein. Kanst aber auch gleich nen Darlington nehmen ala TIPxxx

Ein Darlington hat etwa 2V Spannungsabfall an CE wenn da 30A fließen
(300W/(12-2V)=30A), das macht dann 60W Verlustleistung +
Schaltverluste.
Sind da MOSFETs mit 10mOhm Widerstand nicht besser ?!?

30A*0,01=0,3V 0,3V*30A=9W...

Autor: Sebastian (Gast)
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Hallo,

also ich habe mal "meine" Schaltung als Anhang hochgeladen.
Das ganze habe ich 2 mal gebaut. R3 wird durch eine Wicklung des Trafos
ersetzt. An den offenen Anschluss von R1 kommt ein Pin des Atmels. Auch
wenn da nur ein Buz ist, will ich 3 parallel schalten. Da der Atmel mit
5 Volt betrieben wird, habe ich R1 mit 330Ohm bestückt. Die Transen
erhalten also ca. 13mA zum schalten. Bei einem hfe von 250 sollten die
voll durchsteuern und das Gate des Buz in kürzester Zeit umladen.
R2 habe ich mit nem kleinen Widerstand bestückt. Waren so um die 10Ohm.
Leider steuert der Buz nicht voll durch oder nicht schnell genug. Selbst
bei 1A Laststrom werden die schon nach Sekunden heiß. Das ist sehr
negativ. Mit Transistoren im Leistungszweig wollte ich nich arbeiten,
da meine Heizung eigentlich gut funktioniert. :-)

seb

Autor: Benedikt (Gast)
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Hab den Fehler !
Der obere Transistor ist ein Emitterfolger, d.h. er liefert maximal
Eingangsspannung-0,7V am Ausgang. Das heißt der MOSFET bekommt nur 0,7V
für Low und 4,3V für High !
Zwischen AVR und Transistortreiber noch einen einfachen NPN Transistor
schalten, mit Pullup zu 12V als Levelshifter.

Autor: Uwe (Gast)
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Autor: Sebastian (Gast)
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Sorry, aber das versteh ich jetz nich.

Eigentlich sind das doch die Levelshifter. Wollte halt 2 verwenden,
damit die Buz schnell ge- und entladen werden. Die haben so ca. 1,5A
Durchlassstrom. Bei beiden Transen hängt der Emitter am Buz. Wieso ist
da jetz ein Unterschied?

Seb

Autor: Axel (Gast)
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>>Sorry, aber das versteh ich jetz nich.

http://www.mikrocontroller.net/attachment.php/3218...

Bau das so nach, wie es hier steht, funktioniert gut!

Wenn Du aus dem Emitter auskoppelst, hast Du nunmal nur deine
Eingangsspannung, die in die Basis reingeht minus 0,7 bis0,8 Volt am
Emitter anstehen. Der Spannungsabfall an der Last hebt das
emitterpotezial an, deine Basis-Emitter Spannung sinkt, der Transistor
fängt an zu sperren usw. Such mal irgentwo nach Kolletorschaltung oder
Emitterfolger. Gab doch irgentwo ein Kompendium...
Viele Grüße
AxelR.

Autor: Sebastian (Gast)
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Ja
sorry jetz alles klar. Hatte das mit Treiber noch nicht gelesen befor
ich das abgeschickt hatte. So schnell kann ich nicht tippen.

Seb

Autor: Sebastian (Gast)
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Hallo,

hab noch ne kleine Frage. Wie sieht das mit Freilaufdioden aus? Brauch
ich welche? Bei den Schaltungen im Netz waren fast nie welche dabei.

seb

Autor: Benedikt (Gast)
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Freilaufdioden eigentlich nicht, aber ich gehe mal davon aus, dass du
einen Trafo mit 2 Wicklungen verwendest, und beide im Gegentakt
ansteuerst.
Zwischen die beiden Drain Anschlüssen kannst du einen Widerstand (ca.
100 Ohm) und einen Kondensator (ca.100nF) in Reihe schalten.

Autor: Sebastian (Gast)
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Hallo,

also ich habe mal die Schaltung angepasst. Die anderen
Treiberschaltungen sind ja alle ganz nett, aber ich wollte halt die
Transen nehmen. Hab im Anhang nochmal "meine" verbesserte Schaltung
gepostet. Hab durch probieren die Werte ermittelt. Der Mosfet wird
nicht mehr warm bei 2A Last.
Kann jemand mal schauen ob das schon relativ optimal ist? Wäre echt
nett. Will übrigens 3 Buz damit treiben.

Danke Seb

Autor: Thomas O. (Gast)
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Hallo,

hier hätte ich noch nen Schaltungsvorschlag mit 2 Möglichkeiten.
http://people.freenet.de/Thomasoly/NPN&FET.png

Was ist denn dazu zu sagen? Denke mal hier kann man nichts falsch
machen. Wenn man in der Erprobungsphase erstmal mit Potis an den
Transistoren arbeitet dann sollte doch eine gute Abstimmung möglich
sein oder?

Die rechte Seite ist ja wie die Schaltung von Sebastian nur das es
invertiert ist und das man einen Transistor spart.. Von den
Lade/Entladezeiten des Gates könnte es evtl auch Unterschiede geben je
nach dimensionierung

Bei der Ansteuerung eines 12V 2A Magnet(Takt-)ventils hatte ich immer
100V Impulse diese habe ich durch einen kleinen
Folienkondensator(100nF) direkt am Ventil wegbekommen.

Autor: Benedikt (Gast)
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@Sebastian
R4 und R5 kannst du weglassen, R7 ebenfalls. (R7 musst du sogar
weglassen !)

@Thomas O.
Bei der rechten Hälfte darf R5 nicht zu groß sein, sonst geht es nicht
gut. Die linke Hälfte ist OK wenn R2 nicht zu groß ist. Allerdings ist
das ganz nur bei <10kHz sinnvoll.

Autor: Thomas O. (Gast)
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Hallo,

ja deswegen meinte ich mit Potis dann kann man es am Oszi schön
kontrollieren und evtl. verbessern.

Und nochmal kurz einige kleinen Anfängerfrage hinterher da du dich gut
auszukennen scheinst?
Wenn ich das ganze Invertieren will kann ich einfach einen PNP statt
des TreiberNPN's nehmen? Da ja geschreiben wurde unterhalb von 0,8V
Ube leitet der PNP.

Ich stelle es mir dann so vor das ich z.b. einen 10KOhm Pulldown vor
den PNP setze damit dieser garantiert runtergezogen wird, jetzt leitet
er  und zieht das Gate des Fets zum Sperren herrunter, wenn ich dann
den Pin High setzte sollte der PNP wieder Sperren weil dann 5 Volt
anliegen. Richtig?

Autor: Benedikt (Gast)
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Du willst T2 bzw, T3 durch einen PNP ersetzen mit Emitter am Gate und
Kollektor an Masse ?
Das wird nicht funktionieren.
Wenn 0V an der Basis anliegen, liegt der Emitter an 0,8V, soweit OK.
Liegt 5V an der Basis, liegt der Emitter 5V höher, also nur auf 5,8V
und somit auch das Gate. Dieses wird nichtmehr orderntlich angesteuert
(10V sollten es schon sein).

Autor: Sebastian (Gast)
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Also ich habe das mal aufgebaut und getestet. Die BUZ werden nun
nichtmehr sehr war. Ein anderes Problem hat sich aber jetz wieder
ergeben.
Ich habe ein Tastverhältnis von 25%.

Wenn ich nun den Trafo anschließe, habe ich mehrere Möglichkeiten. Ich
kenne leider die Daten des Trafo's nicht. Auf der 12V Seite gibt es 3
Anschlüsse. 2 Rote und 1 Weissen. An einem Roten ist ein
Sicherungshalter, von daher dachte ich das ist die Mittelanzapfung.
Wenn ich nun + an diesen anlege und je einen BUZ an die anderen erhalte
ich eine schwankende Spannung von 50 bis 400V. Wenn ich aber immer nur
einen BUZ Verbinde bleibt die Spannung bei 230V wie es sein soll.

Wie kann ich rausfinden was die Mittelanzapfung ist? Hab schon versucht
den Widerstand zu messen aber leider war der zu gering für mein
Multimeter.
Hat jemand ne Idee?

Autor: Benedikt (Gast)
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Hast du ein Netzgerät mit Stromregelung ?
Stell 1A ein und mess die Spannung, ist das einfachste
Widerstandsmessgerät für kleine Widerstände.

Autor: Sebastian (Gast)
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Nee hab ich leider nicht. Nur eine Schülerstromversorgung und ein
Netzgerät aus DDR Zeiten.

Autor: Thomas O. (Gast)
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Hallo,

<<mit Ermitter am Gate und Kollektor an Masse?
ich meine das so wie auf diesem Bild hier
http://people.freenet.de/Thomasoly/PNP&FET.png
Der PNP wird durch nen Pulldown runtergezogen so das er leitet, wenn
man über den Pin Strom gibt geht die Spannung hoch und er sperrt. Jetzt
bekommt das Gate vom BUZ Spannung und der Verbraucher schaltet sich
ein.

Also genau umgekehrt wie bei der anderen Schaltung. Oder habe ich die
Funktionsweise eines PNP's falsch verstanden. Braucht er evtl. eine
negative Spannung zum leiten da weiter oben geschrieben wurde es leitet
bis 0,8 Ube?

Autor: Benedikt (Gast)
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JA, das ist genau wie ich geschrieben habe, und es geht nicht, wie ich
auch schon geschrieben habe...

Autor: AxelR. (Gast)
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betreibe doch den Trafo mal richtigrum...
Schliesse 220Volt an die 220Volt wicklung und messe die beiden
Spannungen, die auf der Niedervoltseite rauskommen. Denkt doch nicht
immer so kompliziert.

Woher weisst Du, das du en tastverhältnis von 25% hast? Oszi?

Autor: Thomas O. (Gast)
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Hallo,

@Benedikt: Sorry ich glaube ich habe den Fehler gefunden hatte den
Transistor einfach falsch eingezeichnet, somit sollte meine
Gedankenschaltung funktionieren. Hab mich schon über deine Aussage
gewundert  das 5Volt an der Basis so wenig Unterschie an CE ausgemacht
hätte.

http://people.freenet.de/Thomasoly/PNP&FET2.png

Autor: Axel (Gast)
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nich, dass es mir nich egal iss, aber man kann so'n Transistor nich
irgendwie einfach mal so malen, wie es gerade passt...
in der Mittagspause mal ich das mal richtich. Sonst liest das nocheiner
und wundert sich.
So, wie's jetzt ist, musst Du npn-Transistoren nehmen. (Pfeil nach
aussen)
Axel

Autor: Thomas O. (Gast)
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Hallo,

der Verbraucher wird doch beim Transistor(egal ob NPN oder PNP) immer
Zwischen Plus und Kollektor angeschloßen und der Transistor schaltet es
gegen Masse oder nicht? Ich habe ein Fachkundebuch Elektrotechnik hier
liegen allerdings sind alle Beispiele nur mit NPN ausgeführt.

@Axel: NPN ist mir schon klar das ist so wie hier
http://people.freenet.de/Thomasoly/NPN&FET.png
Ich wollte nur noch eine Gegenschaltung mit einem PNP machen so das es
genau umgekehrt mit der Spannung an Basis und der Spannung am
Verbraucher ist. Dann habe ich diese Zeichnung
http://people.freenet.de/Thomasoly/PNP&FET.png gemacht und Benedikt
schrieb "es geht nicht". Habe im nachhinein festgestellt das der PNP
verdreht war also Kollektor und Ermitter waren Spiegelverkehr  liegt es
daran das es nicht geht oder wird ein PNP komplett anderst angesteuert.
http://people.freenet.de/Thomasoly/PNP&FET2.png

Autor: buz11 (Gast)
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" der Verbraucher wird doch beim Transistor(egal ob NPN oder PNP)
immer
Zwischen Plus und Kollektor angeschloßen und der Transistor schaltet
es
gegen Masse oder nicht? "

Bitte , bitte , ... Gnade !
Das tut schon weh .

Autor: Axel (Gast)
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das liegt daran, dass für den PNP Masse "oben" ist.
Wenn du einen NPN mit 0,8 Volt an der Basis ansteuerst, leitet er:
klar!
Die Spannung wird mit dem Multimeter zwischen Emitter und Basis
gemessen.
Beim PNP misst man die Spannung auch zwischen Emitter und Basis. Nur
eben von "oben", also vom positvien Pol der Betriebsspannung, wo ja
auch der Emitter angeschlossen ist. Nun hast Du 12Volt, dein AVR
viwelleicht 3,3V oder 5V. Jetzt schliesse dein Multimeter an den
Emitter des PNP, oder an PLUS(12V) an und die andere Spitze an den
AVR-Pin oder gleich an die Basis. Der PNP leitet bereits da die
Basis-Emitter-Spannungsschwelle bereits überschritten ist
(12V-3,3V=8,7V) Die Basiswiderstände begrenzen den fließenden Strom
auf einen ungefährlichen Wert.

Es ist nun wurscht, ob der AVR H-oderL-pegel macht. der PNP leitet
immer :-(

Wird schon werden...
Viele Grüße
Axel

Autor: Axel (Gast)
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aber hatten wir doch schonmal durch, das Thema, oder....

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