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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wechselrichter 12V-> 230V


Autor: Stephan (Gast)
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Hallo Leute,
ich habe schon woanders mein Problem beschreiben: 
Beitrag "220V-Ventil mit 12V ansteuern"

Teillösung des Problems: ein Rechteck-Wechselrichter von 12V auf 230V.

Hab schonmal einen Versuchsaufbau mit einem Trafo 230V->2x12V, 7,5VA 
gemacht, die Mittelanzapfung wird auf 12V gelegt, an die Außenanschlüsse 
kommt abwechselnd (mit 50Hz) Masse über die Darlingtontransistoren 
(BD679). Der 555 ist natürlich passend beschaltet. Pin 7 ist ein 
Open-Source-Ausgang, er wird nur als Ausgang verwendet, nicht zum 
Entladen des Timing-Kondensators.

Mein Problem: bei einer der beiden Spulen schaut's ganz gut aus, aber 
bei der anderen hab ich beim Abschalten des Transistors eine extreme 
Spannungsspitze (bzw. kurze Schwingung) von fast 100V!!! (eigentlich 
macht der BD679 nur 80V, wundert mich dass er noch lebt) Es ist der 
obere Transistor im Bild, der die Probleme verursacht. Schaltet der "zu 
schnell" ab? Warum hab ich diese Störung nicht auch beim anderen 
Transistor?? Ideen für eine Lösung??

Ich hab schon Widerstände parallel zur Spule versucht (470 Ohm) das 
dämpfte die Spitze auf etwa 80V runter. Auch ein zusätzlicher Widerstand 
in den Basisleitungen brachte nur wenig Verbesserung. Aber ich möchte 
die Spitze bei 14V Eingangsspannung auf maximal 40V drücken, damit ich 
auf der sicheren Seite bin. Vor allem fließt da ja auch ein ganz 
gewaltiger Strom (ca. 3A!).

Die Schaltung entspricht vom Prinzip her dieser: 
http://www.knollep.de/Hobbyelektronik/projekte/42/sch.htm

Und nein, ich werde mir keinen fertigen Wechselrihter kaufen, da ich 
alle bisher verwendeten Bauteile daheim hatte und das kleinste Gerät 
(ca. 50W) bereits gute 30 Euronen verschlingt. Der Weg ist das Ziel und 
ich möcht auch was dabei lernen...

Stephan

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Die beiden Darlingtontransistoren werden unterschiedlich angesteuert.
Ich meine damit die den Innenwoiderstand der treibenden Quelle, die 
Flankensteilheit, etc...

Deshalb vermute ich, das das von dort kommt...

Autor: Mirko Keuner (mkeuner)
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Ich würde auf jeden Fall noch Freilaufdioden einbauen. Jeweils vom 
Kollektor der Darlington zu +12V.

Autor: Mirko Keuner (mkeuner)
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Zur Asymmetrie:
Zunächt einmal die Flanken anschauen. Ich könnte mir vorstellen, dass 
die Dimensionierung der Widerstände so nicht geht.

Z.B. hat der BD679 einen Stomverstärkungsfaktor < 1000, es müssen also 
mehrere mA Basisstrom fliesen --> die 10kΩ sind zu groß.

Auch scheint mir der Inverter etwas gewagt, wobei das in Abhängigkeit 
des eingesetzten Transistors durchaus funktionieren kann.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Mirko Keuner wrote:
> Ich würde auf jeden Fall noch Freilaufdioden einbauen. Jeweils vom
> Kollektor der Darlington zu +12V.

Nein, das funktioniert nicht: Wenn der gegenüberliegende Transistor 
schaltet, erzeugt der Trafo nämlich 24V.
Besser eine bipolare Transorbdiode oder einen Varistor mit >24V über den 
Trafo legen.

@ Stephan
Das Problem, wie lippy schon sagte, liegt in der Ansteuerung des Trafos 
mit nicht 50% Tastverhältnis. Mit einem Oszillator exakt 50% 
Tastverhältnis erzeugen ist nahezu unmöglich. Erzeuge daher besser eine 
doppelt so hohe Frequenz und teile die durch 2, denn nur so kann man 
wirklich ein Tastverhältnis von 50% erreichen. Wenn man das Teilen mit 
einem Flipflop macht, bekommt man meist auch gleich das invertierte 
Signal mitgeliefert.

Autor: Stephan (Gast)
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der oszillator läuft mit ziemlich genau 50% tastverhältnis. ich werde 
mal versuchen einen weiteren transistor einzubauen, damit beide 
tranisitoren gleiche verhältnisse vorfinden. außerdem werd ich die 
10kOhm auf 1kOhm reduzieren. die freilaufdioden hab ich auch schon 
probiert, das gibt eine signalform-katastrophe, weil die ja immer dann 
leiten, wenn der gerade andere transistor einschaltet. in die zweite 
sekundärspule wird schließlich auch was induziert, und man liegt wie 
schon richig gesagt bei 24V an den enden, das ist ja nicht schlimm, aber 
80V sind eindeutig zu viel...
und ich will die spitzen nach möglichkeit nicht verheizen, sondern 
vermeiden. ist wie beim müll...

@mirko: inwiefern gewagt? was ist denn so gewagt? was besser machen? 
natürlich bin ich mir bewusst, dass ich nicht viel erwarten darf, aber 
für zwei einfache ventile wirds schon reichen... und als 
"sicherheitsschaltung" muss eine schmelzsicherung genügen...

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Du hast vermutlich keinen Snubber (Widerstand 100 Ohm 1W in Serie mit 
0.22uF 400V) über die Trafoanschlüsse installiert?

Solltest  Du machen.

Andrew

Autor: Mirko Keuner (mkeuner)
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Stephan wrote:
> @mirko: inwiefern gewagt? was ist denn so gewagt? was besser machen?

Die Spannungsdifferenz zwischen der Basis den unteren Darlington und des 
einzelnen NPN ist relativ gering und hängt von den beiden U_be ab. (der 
BD679 hat ca. 1.2V)

Damit der einzelne dann sauber durchsteuert muss also dessen U_be klein 
genug, oder seine Verstärkung groß genug sein.

Und ja, das mit den Freilaufdioden war eine saudumme Idee, war schon 
bisschen spät, sorry!

Autor: Stephan (Gast)
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> Die Spannungsdifferenz zwischen der Basis den unteren Darlington und des
> einzelnen NPN ist relativ gering und hängt von den beiden U_be ab. (der
> BD679 hat ca. 1.2V)

Hä? bitte nochmal... "zwischen der Basis den unteren Darlington"???

hab ich das richtig verstanden, wenn der Ausgang auf High-Z steht ist 
die U_be des Darlington zu gering als dass der NPN sauber surchschalten 
könnte??

hab mir auch schon überlegt einfach einen CMOS-Inverter (oder zwei) zu 
nehmen und die Darlingtons darüber anzusteuern. Dann haben beide gleiche 
Bendinungen...

@Andrew: Danke, hab ich natürlich nicht, werd ich mal machen. Was 
bewirkt das genau? HF-Störungen unterdrücken? Warum einen 1W-Qiderstand, 
verheizt der so viel?!

@ all: wäre es vielleicht auch sinnvoll auf der 230V-seite einen 
varistor zum überspannungsschutz anzubringen? eine 2. sicherung dort ist 
auf jeden fall drin. wie sieht das mit der Erdung auf der sekundärseite 
aus (gerät hat meiner meinung nach Schutzklasse II)?

vielen danke für eure Hilfe bis hierher

bambi

Autor: Peter Hoppe (peterhoppe59)
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Hallo,
abgesehen von dem fehlenden Snubber macht diese Schaltung in der 
Realität viele Probleme. Der Grund wurde bereits angesprochen: Bei der 
kleinsten Unsymmetrie in der Ansteuerung geht der Transformator in die 
Sättigung, weil der Magnetische Fluß vom Integral der angelegten 
Spannung abhängt.
Kleine Abweichung -> Gleichspannung am Travo -> Strom geht gegen 
"Unendlich" -> einer der Transistoren stirbt an Überstrom.

Google Stichwort "fluxwalking"

MFG Peter

Autor: Falk Brunner (falk)
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Vor allem ist die Ansteuerung des oberen Transistors "lustig". Diese 
handgestrickte Inverter ist tierisch langsam und kraftlos.

Kauf dir lieber einen fertigen Mosfet-Treiber, die haben so 1..6A. Das 
allein reicht für einen kleinen Transverter. Wenn nicht, MOSFETs 
dahinter und dann geht die Post ab. Das mit 50% Duty Cycle bleibt 
natürlich als Problem. Ach ja, denk nicht, nur weil du 50% laut 
Datenblatt ausgerechnet hat hat dein NE555 auch 50%.

MFG
Falk

Autor: Stephan (Gast)
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> abgesehen von dem fehlenden Snubber macht diese Schaltung in der
> Realität viele Probleme.

habt ihr bessere schaltungen?

> Vor allem ist die Ansteuerung des oberen Transistors "lustig".

wie gesagt, kommen "richtige" hin...

> Ach ja, denk nicht, nur weil du 50% laut
> Datenblatt ausgerechnet hat hat dein NE555 auch 50%.

schonmal versucht mit der schaltung laut datenblatt 50% hinzubekommen? 
wird nicht hinhauen, da hat die mathematik was dagegen... hab eine etwas 
modifizierte schaltung verwendet, und per oszi auf 50% abgestimmt. habs 
mal probiert, ob ich jetzt 45% oder 55% nehme hatte keinen effekt auf 
die störung, muss wohl wirklich mit dem "inverter" zusammenhängen.

werd jetzt erstmal die vorschläge umsetzen und dann sehn wir mal weiter. 
den gleichspannungsanteil vom oszillator werd ich mal messen.

btw: die sache mit der sättigung hab ich schon erlebt... zum glück hat 
mein netzteil eine strombegrenzung! lösung: frequenz auf ca. 70Hz 
raufgedreht, dann war das problem weg.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Falk Brunner wrote:
> Vor allem ist die Ansteuerung des oberen Transistors "lustig". Diese
> handgestrickte Inverter ist tierisch langsam und kraftlos.
>
> Kauf dir lieber einen fertigen Mosfet-Treiber, die haben so 1..6A. Das
> allein reicht für einen kleinen Transverter. Wenn nicht, MOSFETs
> dahinter und dann geht die Post ab. Das mit 50% Duty Cycle bleibt
> natürlich als Problem. Ach ja, denk nicht, nur weil du 50% laut
> Datenblatt ausgerechnet hat hat dein NE555 auch 50%.
>

Nein Falk. Die typischen MOSFET-Treiber wie ICL7667 und TSC4422 halten 
nur geringe Dauerströme aus, vielleicht 100mA bis 500mA.


Gruß -
Abdul

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