Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transformator in H-Brücke betreiben


von EE25 (Gast)


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Hallo,

derzeit suche ich eine Möglichkeit aus einer 12V Versorgungsspannung mit 
Hilfe eines uC ein 120Vpp Rechtecksignal zu erzeugen.

Ich habe mir überlegt mit meinem uC eine H-Brücke anzusteuern, die mir 
mein uC Rechtecksignal auf 12V verstärkt. Anstatt einen Motor würde ich 
dann einen Transformator in die H-Brücke schalten, der mir aus der 12V 
Rechteckspannung eine 120V Rechteckspannung erzeugt.

Wäre das prinzipiell mögich ?

von Test (Gast)


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Kommt auf die Frequenz und flankensteilheit an

von EE25 (Gast)


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Im unteren kHz Bereich. Zwischen 1kHz und 5 kHz

von Purzel H. (hacky)


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Dafuer gibt es sonst fertige Chips. Zb den LT1683

von MaWin (Gast)


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EE25 schrieb:
> Wäre das prinzipiell mögich ?

Ja.

> Zwischen 1kHz und 5 kHz

Ein Eisenkerntrafo tut es also nicht mehr, du brauchst einen 
hochpermeablen Ferrit-Trafo ohne Luftspalt, aber in fast beliebiger 
Qualität. Der Strom muss ausreichen für deinen maximalen Lieferstrom.

Der Trafo muss eine Induktivität haben, so daß an 12V der Strom in 
1/1000 Sekunde nur auf den Leerlaufstrom steigt. Kommt dann sekundär 
eine Belasting hinzu, steigt der Strom weiter an. Kann sekundär eine 
Überlastung auftreten, z.B. durch Kurzschluss, sehen auch die 
H-Brücken-Transistoren einen Fast-Kurzschluss. Als Strombegrenzung 
könnte die 12V Spannungsquelle dienen  (ein 7812 liefert beispielsweise 
nicht mehr als 1.5A).

Die H-Brücke muss Freilaufdioden haben, damit im kurzen Moment des 
Umschaltens der Strom weiterfliessen kann ohne einen "Zündfunken" an den 
Transistoren zu erzeugen. Wie jede H-Brücke sollte der Umschaltmoment 
gut getimt sein, damit erst der eine fast abschaltet bevor der andere 
einschaltet. H-Brücken-ICs enthalten das zumeist.

Die Windungsverhältnisse müssen ca. 1:11 übersetzen, und am Ausgang muss 
ein Brückengleichrichter aus schnellen Dioden sein, BA157 oder so.

von EE25 (Gast)


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Vielen Dank MaWin für deinen ausführlichen Beitrag. Das hilft mir sehr 
weiter. An der Sekundärseite würde ich gerne einen Lautsprecher mit 
möglichst großer Spannung betreiben. Der Brückengleichrichter wird dann 
nicht notwendig sein, da ich das Rechtecksignal brauche.

von Udo S. (urschmitt)


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EE25 schrieb:
> An der Sekundärseite würde ich gerne einen Lautsprecher mit
> möglichst großer Spannung betreiben.

Soll das ein Nachbarschaftsquäler werden?

von Purzel H. (hacky)


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>An der Sekundärseite würde ich gerne einen Lautsprecher mit
möglichst großer Spannung betreiben.

Das waere dann eher Audio von 0.5 Ohm auf 4 Ohm transformieren. Und ja, 
das ist eine : wie krieg ich maximalen Aerger- Anwendung.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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EE25 schrieb:
> würde ich gerne einen Lautsprecher mit
> möglichst großer Spannung betreiben

Welcher obskure Lautsprecher soll das sein ?

Normalerweise haben die 4 oder 8 Ohm und wollen keine "möglichst grosse 
Spannung", schon gar nicht mit 1-5kHz und schon gar nicht aus 12V, denn 
120V an 4 Ohm Rechteck wären 3600 Watt und damit 300 Ampere aus 12V.

Klingt wie Schwachsinn.

von EE25 (Gast)


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Mein Fehler, Lautsprecher ist die falsche Bezeichnung. Sirene trifft es 
besser. Je größer die angelegte Spannung, desto lauter.

von MaWin (Gast)


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EE25 schrieb:
> Mein Fehler, Lautsprecher ist die falsche Bezeichnung. Sirene trifft es
> besser. Je größer die angelegte Spannung, desto lauter.

Sirenen bestehen aus rotierenden Teilen. Die also wohl auch nicht.

Piezohorn ? Achtung, die haben eine maximale Spannung, darüberhinaus 
gehen sie kaputt weil die Polarisationsspannung des Kristalls 
überschritten wird. Man betreibt sie auch nicht mit einem Rechteck, 
sondern in Resonanz. Da ergibt sich auf Grund der Güte des 
Schwingkreises die notwendige Spannungsüberhöhung von alleine.

von EE25 (Gast)


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Piezosirene oder auch Piezohorn, genau.

Um die Resonanzfrequenz zu treffen, möchte ich in der jeweiligen 
Frequenz über die H-Brücke meinen Transformator ansteuern
.
Es gibt von einigen Herstellern Piezohörner, die durchaus einige Volt 
aushalten. Steuert man Piezos beispielsweise anstatt über eine 
Open-Kollektorschaltung über eine H-Brücke an, die nicht nur eine Seite 
vom Piezo auf Masse zeiht, lässt sich ein höherer Schalldruck erreichen.
Ebenso, wenn man die Versorgungsspannung erhöht.

von MaWin (Gast)


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EE25 schrieb:
> Piezosirene oder auch Piezohorn, genau.

Dein dritter Versuch zu sagen was es wirklich ist, dabei weisst du es 
seit Anfang an Genau. Meinst du, die Antworten werden irgendwie besser 
wenn du es mehrfach nacheinandern gezielt verheimlichst ?

> Es gibt von einigen Herstellern Piezohörner, die durchaus einige Volt
> aushalten.

Steht im Datenblatt. Ohne solches sollte man nicht mehr als 30V anlegen.

> Steuert man Piezos beispielsweise anstatt über eine
> Open-Kollektorschaltung über eine H-Brücke an, die nicht nur eine Seite
> vom Piezo auf Masse zeiht, lässt sich ein höherer Schalldruck erreichen.
> Ebenso, wenn man die Versorgungsspannung erhöht.

Tja, und steuert man per open collector Schaltung im Class E Verfahren, 
wird es automatisch lauter wenn man die Resonenzfrequenz trifft und die 
Spannung erhöht sich ganz von alleine.

http://www.fdk.com/cyber-e/pdf/BZ-BZE-caution.pdf

Booster coil. Den passenden Schallwandlerraum wird er haben, wenn du 
nicht einen nackten Piezo gekauft hast. Die Bauteile müssen ebenfalls 
120V aushalten, denn die Spannung wird bei Güte 10 so weit ansteigen.

von EE25 (Gast)


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Piezohorn oder Piezosirene, weil es im Prinzip das Gleiche ist.
Es ist eine Sirene (Piezosirene) mit Hornaufsatz. Laut Hersteller ist es 
eine Piezosirene, andere Hersteller bezeichnen das gleiche (ähnliche 
Bauteil) aber auch als Piezohorn.
Zu Beginn habe ich es einfach als Lautsprecher bezeichnet, da ich es mir 
einfach machen wollte und dachte es spielt für die eigentliche 
Fragestellung keine Rolle. Habe aber nicht dran gedacht, dass es dann 
missverstanden wird.

Bei Resonanzfrequenz erhöht sich die Spannung von alleine und es wird 
lauter, da hast du Recht.
Nur leider besitzen die meisten Piezos, egal ob Horn, Sirene, Buzzer 
oder sonstiges nur bei Resonanzfrequenz die Eigenschaft, dass sie einen 
besonderst lauten Schalldruck erzeugen.

Variiert man die Frequenz nur um ein paar Herz, kann es sein, dass der 
Schallpegel um viele dB sinkt.
Möchte man einen hohen Schalldruckpegel außerhalb der Resonanzfrequenz 
erzeugen, bleibt nicht viel übrig als mit einer möglichst großen 
Spannung anzusteuern.

Deshalb kam mir auch die Idee mit der H-Brücke und einem Transformator.

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