Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Trafo in Serie schalten und dann Regeln


von Heinz peter P. (poschi8)


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Hallo,
ich würde gerne 2 Trafos (120V auf 230V) primär parallel scahlten und 
sekundär in serie.
Meine erste Frage: Funktioniert das? Wenn ich primär 120V 60Hz anlege 
das ich dann am Ausgang durch die Serienschaltung 460V 60Hz bekomme?

Und meine 2. Frage: Wie kann ich diese Spannung am einfachsten mit einem 
Mikrocontroller steuern?
Der Strom ist nur sehr klein.. (ca. 20mA)

Vielen dank für eure Hilfe!

Lg,
poschi8

: Verschoben durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Heinz peter P. schrieb:
> Funktioniert das?

Im Prinzip ja, obwohl die Isolierklassen wohl dann nicht mehr angemessen 
sind.

Heinz peter P. schrieb:
> Der Strom ist nur sehr klein.. (ca. 20mA)

650V=, 13 Watt. Da würde ich den Aufwand lassen.
http://www.ebay.de/itm/DC-DC-7-4V-16-8V-to-75V-660V-Battery-Booster-ZVS-Capacitor-Charger-Controller-/222131420068

bringt (einstellbar) auch 650V und die Leistung.

Da der Baustein zum Kondensator-laden ausgelegt ist, zieht er allerdings 
so viel Strom bis die Strombegrenzung anspricht, ca. 10A auf 
Primärseite, bis die Kondensatoren geladen sind. Kann die Primärseite 
das nicht liefern, bricht die Spannung zusammen, dann muss man die 
Strombegrenzung kleiner einstellen.

von Heinz peter P. (poschi8)


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Hallo,
danke für deinen Tipp.
Das ist fast genau das was ich suche, jedoch brauche ich am Ausgang eine 
Sinuswechselspannung mit 60Hz.
Darum kann ich dieses Modul nicht vrwenden da es ja ein DC-DC Converter 
ist.

LG,
poschi8

von Ralf (Gast)


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Wahrscheinlich ist es einfacher einen regelbaren 12V- 60Hz 
Sinusgenerator aufzubauen und anschließend die Ausgangsspannung mit 
einem kleinen Trafo (6V auf 230V) hochzutransformieren.

von Heinz peter P. (poschi8)


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Das mit dem Sinusgenerator hört sich gut an, und ich hab da auch einige 
Lösungen gefunden im Netz.
Am einfachsten denke ich wäre es direkt mit einem Arduino: 
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/DueSimpleWaveformGenerator
Ansonten habe ich auch ein fertiges IC gefunden: 
https://www.mikrocontroller.net/part/ICL8038

Die Ausgangsspannung müsste bei mir mindestens 400V 60Hz betragen.

Die Arduino Lösung wäre meiner Meinung nach perfekt, da ich das Signal 
dort komplett in der Hand habe und somit auch Regeln kann.

LG,
poschi8

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Im Prinzip benötigt der Niederspannungs-Sinusgenerator nur eine genügend 
kräftige Ausgangsstufe im Push-pull- oder Brücken- oder 
Halbbrückenbetrieb, um die Niederspannungsseite des Trafos anzutreiben. 
Der Trafo sollte die Spannung natürlich aushalten können. Eine 
Spannungsbegrenzung einzubauen, wäre nicht verkehrt.

Diesen 60Hz Sinus könnte man per DA-Wandler erzeugen, womit seine 
Amplitude einstellbar wäre. Das wäre doch eine schönes Projekt...

Mit freundlichem Gruß

von Ralf (Gast)


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Genau. Die so erzeugte 12V Sinusspannung, mit einem regelbaren 
Spannungsteiler am Ausgang (Poti), wird mit einem L165 oder TDA2030 
impedanzverstärkt und auf einen 6V Trafo gegeben, der umgekehrt 
betrieben wird. Dann erhält man am Ausgang ca. 460V.

von Heinz peter P. (poschi8)


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O

Christian S. schrieb:
> Im Prinzip benötigt der Niederspannungs-Sinusgenerator nur eine genügend
> kräftige Ausgangsstufe im Push-pull- oder Brücken- oder
> Halbbrückenbetrieb, um die Niederspannungsseite des Trafos anzutreiben.

Wie schaut so etwas aus?
Wie ich mit dem Arduino das Signal erzeugen kann ist mir schon klar, 
aber wie ich danach auf meine 400V komme ist mir nicht ganz klar..

LG,
poschi8

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Heinz peter P. schrieb:
> aber wie ich danach auf meine 400V komme ist mir nicht ganz klar..
Leistungsendstufe (bei 60 Hz  könntest du da z.B. eine Class-D 
Audioendstufe nehmen) und dahinter ein Trafo...

: Bearbeitet durch Moderator
von Montag (Gast)


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Heinz peter P. schrieb:
> Hallo,
> ich würde gerne 2 Trafos (120V auf 230V) primär parallel scahlten und
> sekundär in serie.
> Meine erste Frage: Funktioniert das? Wenn ich primär 120V 60Hz anlege
> das ich dann am Ausgang durch die Serienschaltung 460V 60Hz bekomme?
>

Da gabs mal was.
In so einer Anordnung wie links im Bild wäre mir das sympatischer.
Verdoppelung kann ja entfallen.

> Und meine 2. Frage: Wie kann ich diese Spannung am einfachsten mit einem
> Mikrocontroller steuern?


Macht mal vorschläge, w[rde mich auch interessieren :)

von Montag (Gast)


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Montag schrieb:


Ja ist Montag, jetzt auch mit Bild :()

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Kannst dir auch den kleinen Sinusgenerator mit H-Brücke und Tiny45 von 
meiner Webseite bauen, dahinter dann ein Trafo. Amplitude kann der 
kleine MC schon regeln:
http://www.schoeldgen.de/avr/

von Dieter W. (dds5)


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Lothar M. schrieb:
> Heinz peter P. schrieb:
>> aber wie ich danach auf meine 400V komme ist mir nicht ganz klar..
> Leistungsendstufe (bei 60 Hz  könntest du da z.B. eine Class-D
> Audioendstufe nehmen) und dahinter ein Trafo...

Ja, aber kein normaler Netztrafo für 230V.
Einen Trafo für 400V 50Hz primär könnte man vielleicht bei 60Hz auf die 
vom TO gewünschten 460V aussteuern. Allerdings findet man Trafos mit so 
kleiner Leistung und 400V auch nicht an jeder Ecke.

von Ralf (Gast)


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Doch. Ein handelsüblicher Trafo für 230V. Der wird schon 460V aushalten. 
Die sind ja bis 1000V getestet.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ralf schrieb:
> Die sind ja bis 1000V getestet.
Vielleicht die Isolation gegen die Sekundärseite. Aber nicht die 
Isolation der "Hochspannungswicklung" gegen sich selbst...

Dieter W. schrieb:
> Allerdings findet man Trafos mit so kleiner Leistung und 400V auch nicht
> an jeder Ecke.
Ich würde es da probieren:
http://www.block.eu/de_DE/products/transformers/product/393217/?v[]=5832794

: Bearbeitet durch Moderator
von Ralf (Gast)


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Dann nimm zwei 12V Trafos und schalte die beiden 230V Ausgangswicklungen 
so wie in dem oben gezeigten Bild (in Reihe). Die 12V Eingangsseiten 
werden ebenfalls nach dem Bild oben angeschlossen (Parallel). Dann gibts 
keine Bedenken mehr.

von Heinz peter P. (poschi8)


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Das mit den beiden Trafos hab ich mir schon so gedacht.
Damit hab ich zumindest die Ausgangsspannung.
Kann ich ein 120V auf 12V Transformator einfach "umdrehen" kann ich dann 
aus 12V 120V machen?

Und was wäre wenn ich einfach die Eingansspannung (12V) mit einer 
einfachen Phasenanschnittssteuerung Regle?
Das müsste dann ja auch funktionieren, oder?

LG,
poschi8

von Ralf (Gast)


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Poschi8 schrieb:

Kann ich ein 120V auf 12V Transformator einfach "umdrehen" kann ich dann
aus 12V 120V machen?

Ja.

Und was wäre wenn ich einfach die Eingansspannung (12V) mit einer
einfachen Phasenanschnittssteuerung Regle?

Die Forderung war, dass Du am Ausgang eine Sinuswechselspannung haben 
möchtest, bei einer Phasenanschnittsteuerung ist diese dann aber stark 
verzerrt.

von Heinz peter P. (poschi8)


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Ok, aber dann werd ich das mit den Trafos mal so Lösen..

Eventuell werd ich ein Poti nehmen und es für den Anfang einfach mal mit 
der Hand regel, das muss dann ja auf jeden fall funktionieren, oder?

Lg,
Poschi8

von Ralf (Gast)


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Ja, aber es sollte min. ein 10W-Leistungspoti sein (460V x 0,02A = 
9,2W)!

von Heinz peter P. (poschi8)


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Ja das hab ich mir schon gedacht.
Ist es besser die Ausgangsseite zu regel oder die Eingagsseite?
Und welchen Wert wähle ich am besten fürs Poti?

Lg,
poschi8

von Ralf (Gast)


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Poschi8 schrieb:

Die Arduino Lösung wäre meiner Meinung nach perfekt, da ich das Signal
dort komplett in der Hand habe und somit auch Regeln kann.


Ralf schrieb:

Die so erzeugte 12V Sinusspannung, mit einem regelbaren
Spannungsteiler am Ausgang (Poti), wird mit einem L165 oder TDA2030
impedanzverstärkt und auf einen Trafo gegeben.

Dann reicht ein 10k Ohm Poti mit einer Leistung von 0,15W.

von Tom (Gast)


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OP will 10W. Ein TDA2030 wäre mir dafür zu knapp und ich würde 1€ mehr 
ausgeben für ein potenteres Endstufen-IC.

Ralf schrieb:
> Doch. Ein handelsüblicher Trafo für 230V. Der wird schon 460V aushalten.

Die Isolation schon. Der Trafo wird aber in die Sättigung gehen und 
abbrennen oder eher die Endstufe abbrennen lassen.

von Heinz peter P. (poschi8)


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Ich hab im Anhang mal eine Schaltung gefunden für TDA2030.
Aber Verstärkt der die Spannung immer auf das Level von Vin?
Weil mein Arduino kann am PWM Ausgang ja nur 0-3.3V ausgeben.

Damit komme ich ja nicht auf die 12V, darum auch die Endstufe, oder?

LG,
poschi8

von Heinz peter P. (poschi8)


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Ich habe mir jetzt mal diesen Trafo rausgesucht:
https://www.conrad.at/de/printtransformator-1-x-230-v-1-x-12-vac-320-va-266-ma-vb-32112-block-710517.html

Diesen werden ich verkehrt betreiben.
Also die sekundären 12VAC parallel schalten und die 230VAC der primär 
Seite in Serie Schalten, das ergibt dann 460VAC maximum.

Das ist mal der erste Teil!


Der Sinus wird von meinem Arduino erzeugt, dazu gibts sogar eine Vorlage 
;)
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/DueSimpleWaveformGenerator

Damit kann ich einen Sinus erzeugen der eine Amplite zwischen 0 und 3.3V 
hat.

Jetzt ist mir aber nicht klar wie ich mit den 3,3V bzw weniger den Trafo 
ansteuern kann?!
Hat da jemand vl eine genauere Erklärung.
Bzw was machen diese Endstufen ICs genau?

Danke :)

LG,
poschi8

von Ralf (Gast)


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Das ist genau die richtige Schaltung. Die kann sogar verstärken (wegen 
den 3,3V) und die erforderliche Impedanz wandeln. Die Betriebsspannung 
sollte hier ca. 36V betragen (12V x 2 x 1,414). Du kannst auch 18V 
nehmen, dann müssen die beiden Trafos als 6V Variante ausgelegt werden, 
statt 12V. Die Verstärkung (Gegenkopplung) kann mit R2 (150k) verändert 
werden, muss man aber nicht. Es kann alles so bleiben.

von Heinz peter P. (poschi8)


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Ok das würde bedeuten ich kann die Schaltung von oben so nehmen.
Vin müsste dan 36V sein.

Was kommt dann am Ausgang der Endstufe raus wenn ich 3.3V anlege und was 
kommt raus wenn ich z.B. 1.5V anlege?

Ich verstehe das Prinzip der Endstufe leider noch nicht ganz, sorry.. xD

LG,
poschi8

von Ralf (Gast)


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Die Verstärkung der Schaltung errechnet sich aus dem Verhältnis von R1 
zu R2. Da R2 deutlich größer ist als R1, hast Du automatisch immer 
ausreichende Verstärkung. Was zuviel ist, wird mit R7 stufenlos 
reduziert.

von Heinz peter P. (poschi8)


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Alles klar.
Das bedeutet aber das die Endstufe immer so stark Verstärkt das 
unabhängig vom Eingang das Signal auf die 12V verstärkt wird, oder?
Darum habe ich bei den 3.3V und 1.5V immer die 12V am Ausgang, ist das 
richtig?!

LG,
poschi8

von Ralf (Gast)


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Bei einer max. Ausgangsspannung von 3,3V musst Du das Signal von Hand 
mit R7 einmalig auf max. Sinus einstellen, ohne dass der TDA2030 es 
verzerrt. Von jetzt an kannst du mit dem Arduino von 0,3 bis 3,3V 
regeln.

von Heinz peter P. (poschi8)


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Ok, also nochmal zusammengefasst..
Ich lege die 3.3V von meinem Arduino am Eingang "NFin" an, am Vin kommen 
die 36V.
Danach messe ich die Spannung am Ausgang des Verstärkers, diese wird 
über das Poti auf genau 12V eingestellt, da das ja die maximale Spannung 
ist.

Der Ausgang kommt dann an meine beiden Trafos und am Ende kann ich mir 
die 460V abgreifen?

Ich hoffe ich habe nun alles richtig verstanden? :)

LG,
poschi8

von Ralf (Gast)


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Alles richtig erklärt. Falls Du am 460V Ausgang die vollen 20mA 
benötigst, brauchst du 2 x 5 Watt Trafos (Du hast Dir 2 x 3,2 Watt bei 
Conrad ausgesucht)! Bei Reichelt gibts die Trafos etwas günstiger.

von Heinz peter P. (poschi8)


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Ich danke dir vielmals :)
Du hast mir echt unglaublich geholfen!!

Ok das werd ich machen.
Wie errechnet sich die Leistung der Trafos?

Vielen Dank euch allen für die nette Hilfe!

LG,
poschi8

von Ralf (Gast)


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460V x 0,02A = 9,2W rund 10W. Wenn die Leistung auf zwei Trafos 
aufgeteilt wird, so wie bei Dir, dann sind es pro Trafo 5 Watt.

von Heinz peter P. (poschi8)


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Super, vielen Dank :)

LG,
Poschi8

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Aber obacht, das TDA kann in der vorgegebenen Schaltung immer nur 
Wechselspannung verstärken, keine Gleichspannung. C1, C3 und C5 
bestimmen die untere Grenzfrequenz. Und die Betriebsspannung darf ohne 
Last nicht die 36V überschreiten, sonst macht das der TDA nicht mit.

MfG

: Bearbeitet durch User
von Heinz peter P. (poschi8)


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Das würde bedeuten ich muss meine 3.3V noch ins negative bringen, oder?
Den aktuell würde das Signal das vom Arduino kommt zwischen 0 und 3.3V 
schwingen, also ist es immer noch eine Gleichspannung.

Wie mache ich das Signal am besten negativ?

LG,
poschi8

von Ralf (Gast)


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Du brauchst das Arduinosignal nicht negativ machen, das passiert 
automatisch durch den 1µF Kondensator C3.

von Heinz peter P. (poschi8)


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Ok alles klar.
Ich habs mir aber gerade noch mal angeschaut und ich werde vermutlich 
doch einen extern Digital-Analog Baustein nehmen der mir dann 0-10V 
ausgibt, einfach nur aus dem Grund das die Genauigkeit etwas höher ist.
Denn wenn das Signal schon ein maximum von 10V hat muss ich es ja nur 
minimal verstärken durch die Endstufe.

LG,
poschi8

von Heinz peter P. (poschi8)


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Hallo zusammen,
ich hab noch eine Frage.. ;)

Ich hab nun die Schaltung mit dem TDA2030 in Microcap gezeichnet und 
simuliert.
Dabei ist mir aufgefallen wenn ich den Ausgang des Verstärkers direkt 
auf den Trafo hänge dann ist das Signal was auf der anderen Seite des 
Trafos an kommt ganz komisch (schwingt sehr stark und ist nur ein 
riesiges Zick-Zack)
Wenn ich das ganze über eine OPV-Buffer schalte und somit die Impedanz 
entkopple, dann funktioniert das ganze und ich bekomme in der Simulation 
das gewünschte Ergebnis.

Kann es sein das mich hier die Simulation "anlügt" oder stimmt es das 
die Schaltung zu schwingen beginnt?
Wenn das so ist dann habe ich nämlich wieder ein Problem mit der 
Leistung, den so ein OPV kann ja nur einige mA Treiben, und ich habe ja 
den Verstärker weil ich die größere Leistung benötige.

Danke nochmal für eure Hilfe :))

LG,
poschi8

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