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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wechselrichter 230V mit NE555 Rechtecksignal


Autor: Dennis B. (mikrohenry)
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Hallo zusammen!

Habe folgendes Problem:
Ich möchte gerne aus zwei in Reihe geschaltenen 12V Akkus (24V) eine 
Wechselspannung von 230V (möglichst Sinusförmig gewinnen). Meine Anfänge 
habe ich mit der angefügten Schaltung gemacht. Einen NE555, der ein 
Rechtecksignal auf das Mosfet gibt und dieses soll die Rechteckimpulse 
in einen Ringkerntrafo mit Primär 230V und Sekundär 24V (umgedreht 
eingebaut) reinballern. Habe das wie beschrieben aufgebaut, nur statt 
dem IRFP250 einen IRFZ44N genommen (müsste doch auch funktionieren, 
oder?). Am 230V Ausgang des Ringkerntrafos habe ich eine 230V/50W 
Halogenlampe angeschlossen. Die Halogenlampe glimmt jedoch nur schwach 
und an den Akkus fließen ca 10 Amperé! Da kann doch irgendwas nicht 
stimmen! Ist es das Signal das ich in den Trafo jage? Am Mosfet-Ausgang 
gemessen, sieht es nicht mehr wirklich nach Rechteck aus, sondern es ist 
irgendwas merkwürdiges (Video des Signals unter: 
http://tinypic.com/player.php?v=2n0seiu&s=6)! Was mach ich bloß 
falsch???
Bitte helft mir!

Ich bedanke mich schonmal für jede Antwort und jeden Tipp!

Gruß mikroHenry

Autor: Olibert E. (olibert)
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Sehr wahrscheinlich ist dein Trafo ungeeignet und geht in Sättigung. 
Siehe auch folgenden Artikel:

http://de.wikipedia.org/wiki/Sperrwandler

Die C3 und C4 -Konstruktion sind auch etwas merkwürdig aus..

Autor: Manuel B. (j-manuel)
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Hallo

Mit dieser beschaltung wirst Du keinen Anständige/geeignete 
wechselspannung erzeugen können !

Wie Olibert schon vermutet ist der Trafo eher Ungeeignet besser währe 
einer mit Mittelabzeigung.

Zur ansteuerung gehören min. zwei Mosfet´s (pro Trafonschluss eins !) 
die auf Masse Schalten, Mittelabzweigung auf Plus 24V.
Zur einfahen Takterzeugung würde ich auf das IC= CD4047 gehen, wobei 
dieser keine 24 verträgt deshalb würde dieser auch eine separate 
Versorgung brauchen.


gruss

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Also eine Halogenlampe benötigt keinen Sinus - Aber Du möchtest damit 
garantiert auch keine Lampen betreiben ...

Ich habe jetzt keine Lust nachzurechnen, aber ich befürchte, daß Du den 
FET mit 50 Hz schaltest. Das wird so nicht funktionieren, vor allem 
kommt so kein Sinus dabei heraus.
Entweder erzeugst Du mit einer Endstufe einen 24Vss Sinus, den Du dann 
über einen Trafo jagst (Einen umgedrehten 230V -> 24V Trafo kannst Du 
dafür nicht verwenden, weil die Leistungsdimensionierung nicht passt) 
oder Du erzeugst erst mal 325V Gleichspannung, die Du dann entweder in 
einen Sinus oder einfacher in einen sog. Trapez umformst.

Ich benutze für meine mobilen Blitznetzteile eine astabile Kippstufe, 
die nach jeweils einem Treiber jeweils einen Leistungstransitor 
durchsteuern - also im Wechsel. Diese ziehen jeweils eine Seite der 
Primärwicklung (2x 5Wdg. 3x1mm² CuLa) auf Masse. Die Mittelanzapfung 
geht an +12V. Die Schaltung zieht zwischen 20-30A und wird nur moderat 
warm.

Sekundär habe ich 200Wdg (Was ist das 0,2mm² ?), die über eine 
Spannungsverdopplung die Elkos auf bis zu 800V aufladen.

Der Takt liegt bei 16kHz - glaube ich - ist schon zu lange her ...

In Deinem Fall sollten es also ein paar Windungen weniger sein, dafür 
aber eine Brückengleichrichtung und eine Regelung, die die Treiber 
abschaltet, sobald 325V erreicht sind.

Jetzt noch eine H-Brücke (Durchsuche das Forum danach), die mit 50Hz 
wechselweise mit jeweils 35% Einschaltdauer den Strom fliessen lässt.

Ausgangssignal sieht dann etwa so aus
(Nennt man bei Wechselrichtern Trapez):
 ___     ___     ___     ___     ___     ___     ___    
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Spitzenspannung und Effektivwert stimmen mit der Netzspannung überein.
Trotzdem gibt es Probleme mit induktiven/kapazitiven Lasten durch die 
steilen Flanken.

BTW: Die Ausgangsspannung ist genau so gefährlich wie Netzspannung ;-)



Gruß

Jobst

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Ach ja: Ein fertiges Gerät ist billiger und Du hast Garantie ...

Autor: Manuel B. (j-manuel)
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Guten Morgen Jobst

Ist soweit Richtig.......aber ich denke das XYZ den Weg des geringsten 
Widerstandes gehen möchte ! (Aufgrund des ersten Schemas).

Ich kann mir nicht vorstellen das XYZ noch Trafos selber Wickeln möchte 
oder ?

Gruss

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Guten Morgen Manuel!

Nein, vermutlich nicht. Trotzdem denke ich, ihm mal einen Überblick zu 
geben, was er tun müsste.

Da ich das auch nicht glaube, habe ich ja noch den 2. Post hinterher 
geschoben ;-)

Gruß

Jobst

Autor: Manuel B. (j-manuel)
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Wichtig ist beim Thema Garanie, in verbindung mit solchen Eigenbauten, 
Nicht an Netzteilen für Laptops, Fernseher usw. Anschliessen :-)

Was ja auch ärgerlich ist das Billiggeräte meistens für genau solche 
Geräte nicht Haften !!

Gruss

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Xyz Zyx (mikrohenry)

>Ich möchte gerne aus zwei in Reihe geschaltenen 12V Akkus (24V) eine
>Wechselspannung von 230V (möglichst Sinusförmig gewinnen).

Nennst sich Wechselrichter und ist im laden für brauchbares Geld 
kaufbar.
Wenn es aber ums Bastln/Lerneffekt geht, kan man das auch selber bauen.

> Meine Anfänge
>habe ich mit der angefügten Schaltung gemacht. Einen NE555, der ein
>Rechtecksignal auf das Mosfet gibt und dieses soll die Rechteckimpulse
>in einen Ringkerntrafo mit Primär 230V und Sekundär 24V (umgedreht
>eingebaut) reinballern.

;-)
Jaja, der übliche Trugschluss. Einfach nen Trafo mit nem fetten MOSFET 
takten und das wird schon.
DENKSTE!

> Habe das wie beschrieben aufgebaut, nur statt
>dem IRFP250 einen IRFZ44N genommen (müsste doch auch funktionieren,
>oder?). Am 230V Ausgang des Ringkerntrafos habe ich eine 230V/50W
>Halogenlampe angeschlossen. Die Halogenlampe glimmt jedoch nur schwach
>und an den Akkus fließen ca 10 Amperé! Da kann doch irgendwas nicht
>stimmen!

In der Tat. Dein Trafo wird primärseitg mit einer 
gleichspannungsbehafteten Spannung gespeist. Das gefällt dem ganz und 
gar nicht.
Erstens fliesst ein tierischer Gleichstrom durch die 24V Wicklung, 
welcher nur durch den Wicklungswiderstand begrenzt wird, und zweitens 
geht der Trafo dadurch in die Sättigung.

Doppelfehler!

> Ist es das Signal das ich in den Trafo jage?

JA! Das muss 100% gleichstromfrei sein.

>Bitte helft mir!

Man könnte mit einem Trafo mit ZWEI 12V Wicklungen einen [[Royer 
Converter]] bauen, der macht dann auch gleich einen schönen Sinus.

MFG
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Jobst M. (jobstens-de)

>Entweder erzeugst Du mit einer Endstufe einen 24Vss Sinus, den Du dann
>über einen Trafo jagst (Einen umgedrehten 230V -> 24V Trafo kannst Du
>dafür nicht verwenden, weil die Leistungsdimensionierung nicht passt)

Doch, denn Trafo kann man schon umgedreht verwenden, man braucht aber 
ein echtes Wechselsignal am Eingang.
-> H-Brücke.

>Primärwicklung (2x 5Wdg. 3x1mm² CuLa) auf Masse. Die Mittelanzapfung
>geht an +12V. Die Schaltung zieht zwischen 20-30A und wird nur moderat
>warm.

Was für ein riesiges Blitzgerät hast du denn?

>In Deinem Fall sollten es also ein paar Windungen weniger sein, dafür

Eher mehr, er hat 50Hz!!!!

Siehe Transformatoren und Spulen.

MFG
Falk

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Falk Brunner schrieb:
> Was für ein riesiges Blitzgerät hast du denn?

Dann rechne doch mal aus, wie viel Leistung man braucht, um einen 2000uF 
Kondensator schnell auf 800V aufzuladen - ich will ja nicht 3 Minuten 
warten ...
Aber es ist kein Aufsteckblitz, da gebe ich Dir Recht.

>>In Deinem Fall sollten es also ein paar Windungen weniger sein, dafür
>
> Eher mehr, er hat 50Hz!!!!

Nicht an der Stelle ... nochmal lesen ;-)
Die 50Hz kommen erst, nachdem die 325V= schon da sind.


Gruß

Jobst

Autor: Plan (Gast)
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Royer Converter, nur noch diemsionieren so dass etwa 50Hz raus kommen 
und schon ist man fertig. ☺

Autor: Dennis B. (mikrohenry)
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Vielen Dank für eure zahlreichen, interessanten und hilfreichen Beiträge 
zu meinem Problemchen!!!

Olibert E. schrieb:
> Die C3 und C4 -Konstruktion sind auch etwas merkwürdig aus..

Ja genau, das sieht wirklich komisch aus, aber so erreiche ich die 50Hz.

Zum Thema einen fertigen Wechselrichter zu kaufen --> Natürlich ist es 
sinnvoller ein fertigen Wechselrichter zu kaufen, jedoch geht es mir in 
erster Linie um den Lerneffekt und um den Spaß beim bauen!

Also nochmals vielen Dank für all' eure Bemühungen und Anregungen!

Die Geschichte mit dem Royer Converter gefällt mir wirklich sehr gut!

Plan schrieb:
> Royer Converter, nur noch diemsionieren so dass etwa 50Hz raus kommen
>
> und schon ist man fertig. ☺

--> Genau dafür sollte ich nochmals hilfe gebrauchen, wie ich das nun am 
besten anstelle. Achso der von mir verwendete Ringkerntrafo besitzt 
2x12V Windungen, die zusammengelötet sind. Wenn ich die nun auseinander 
löte, müsste sich das ganze doch noch mit ihm realisieren können, oder?

Autor: Udo R. S. (Gast)
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Zumindest wird Deine Spannung nicht stimmen, da Du mit 24V Akkuspannung 
entweder auf je 12V oder auf eine 24V Wicklung gehst. Dü bräuchtest eher 
einen 15 oder 18V Trafo.
Google mal nach dem Unterschied zwischen Effektivwert und 
Spitzenspannung. Ich bin jetzt absolut kein Spezialist für Übertrager / 
Trafos, aber ein Rechtecksignal auf einen Ringkerntrafo der für 50Hz 
ausgelegt ist? Wie sieht das denn da mit den Verlusten durch die 
Oberwellen aus?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Xyz Zyx (mikrohenry)

>besten anstelle. Achso der von mir verwendete Ringkerntrafo besitzt
>2x12V Windungen, die zusammengelötet sind. Wenn ich die nun auseinander
>löte, müsste sich das ganze doch noch mit ihm realisieren können, oder?

Ja. Allerdings wird dann ein Problem auftauchen. Deine 2x12V Wicklung 
sieht prinzipbedingt allein bei 12V Eingangsspannung schon ca. die 
doppelte Effektivspannung. Das macht der Trafo nicht mit, er wird 
sättigen. Bei 12V Eingangsspannung braucht du ca. 2x24 oder 2x30V 
Wicklungen.

MFG
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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Hmmm, hab nochmal nachgedacht. So ein Royer Converter ist bei 50 Hz 
vielleicht doch nicht so das Gelbe vom Ei. U.A. wird die Drossel in der 
Stromzuführung riesig :-(

Ich denke besser und einfacher ist der Ansatz mit dem Trapezwandler. Das 
kriegt man leicht mit ner H-Brücke hin, der L6203 oder L298 sind deine 
Freunde. Noch bissel Logik für die Ansteuerung und fertig ist die Laube. 
Siehe Anhang, das könnte was werden.

MfG
Falk

Autor: Dennis B. (mikrohenry)
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Bin immer gerne für neues offen. Wenn du meinst die Trapezwandlertechnik 
ist besser dafür geeignet, dann glaube ich dir das auch gerne. Ich kenn 
mich leider in dieser Richtung nicht so wirklich gut aus. Deshalb 
stellen sich gerade wieder so einige Fragen für mich auf. Was ist 
eigentlich eine H-Brücke? Was macht bzw. was ist der 74HC14N und wieso 
brauchen wir nur Pin 12 & 13 von ihm? Für was sind jetzt auf einmal die 
300Hz? Und warum sind bei dem 5V Festspannungsregler noch soviel andere 
Bauteile dran'? Am besten wäre es, wenn du mal kurz und knapp die 
Schaltung erläutern könntest. Hast du den Schaltplan selbst entworfen? 
Mit welchem Programm geht denn sowas? Also wie gesagt mal wieder heftig 
viele Fragen... .

Danke

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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Datenblätter lesen hilft. Da sollte sich eigentlich die Funktion der 
Schaltung erschließen.

Mir wäre es peinlich soviele Fragen zu stellen, die sich innerhalb von 
wenigen Minuten eigener Arbeit beantworten lassen.


> Was ist eigentlich eine H-Brücke?
Eine Ausgangsstufe welche einen Verbraucher in zwei Richtungen bestromen 
kann. Also zwei Ausgänge (beim L6203 sind das OUT1 und OUT2) die 
niederohmig nach + und - schalten können...


> Was macht bzw. was ist der 74HC14N und wieso brauchen wir nur Pin 12 & 13
> von ihm?
Der erzeugt 300 Hz - steht doch fett im Stromlauf. Ist ein 
Schmitt-Trigger Inverter, das erkennt man entweder am Symbol oder am 
Datenblatt.


> Für was sind jetzt auf einmal die 300Hz?
Der 4017 arbeitet als "sequenzer" - es wird nacheinander nur einer der 
Ausgänge Q0 bis Q9 an geschaltet.

Die 300 Hz gehen auf den 4017 und werden letztendlich durch 6 geteilt 
(beim sechsten Puls geht Q6 auf HIGH und der Zähler wird zurück 
gesetzt).

In der ersten Phase erfolgt keine Ansteuerung. In der zweiten und 
dritten wird die eine Richtung bestromt (Strom fließt von OUT1 nach 
OUT2). In der vierten Phase erfolgt wieder keine Ansteuerung und in der 
fünften und sechsten wird die andere Richtung bestromt (Strom fließt von 
OUT2 nach OUT1).


> Und warum sind bei dem 5V Festspannungsregler noch soviel andere
> Bauteile dran'?
Weil die wenigsten Bauteile drahtlos mit +5V versorgt werden können, die 
brauchen einen Anschluss an die Versorgungsspannung. Und wenn man es 
richtig macht sieht man für jedes Bauteil auch einen Abblockkondensator 
vor (die 100nFs)


> Hast du den Schaltplan selbst entworfen?
Hat er bestimmt.


> Mit welchem Programm geht denn sowas?
Eagle von Cadsoft

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