mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Inverter für EL-Kabel


Autor: Korbinian G. (korbinian_g10)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Guten Abend,

ich mag Gartenbeleuchtung für weihnachtliche Dekoration selber basteln.
Die Idee ist, EL-Kabel um Acrylglas-Sterne in verschiedenen Größen zu 
kleben, also eine leuchtende Kontur nachzubilden. Das ist nicht das 
Problem.

Schwieriger ist für mich der nötige Inverter. Schaltregler habe ich noch 
nie selbst entwickelt, deshalb bitte gnädig sein. Ich habe mich als 
Treiber für den HV830 entschieden, da bezahlbar, klein und ein lötbares 
Format.
Die Schaltung orientiert sich am Datenblatt.
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/HV...

Die gewünschte Frequenz am Ausgang ist 400 Hz. Das ist dieselbe Frequenz 
der handelsüblichen Billigteile mit Batterien, die eigentlich ganz gut 
funktionieren. Deshalb habe ich den Widerstand dafür angepasst.

Die Werte der Spule sind dieselben wie im Datenblatt.
Beim Layouten habe ich versucht, die Wege kurz zu halten.


Ein paar Fragen habe ich noch:
1. Funktioniert die Schaltung prinzipiell oder habe ich was vergessen?
2. Muss es wirklich ein großer Folienkondensator sein 
(Ausschlussverfahren sagt ja. Elko bei Kälte unzuverlässig, Keramik bei 
hohen Spannungen Kapazitätsverluste und als SMD nicht ohne weiteres für 
200V zu bekommen, Tantal ethisch so lala) oder gibts was anderes auch 
noch?
3. Kennt jemand eine kleine SMD-Gleichrichterdiode, die schnell genug 
dafür ist? Das Datenblatt gibt eine Referenzdiode vor, die aber nirgends 
zu kriegen ist, weil obsolet. Schnelle Dioden finde ich, auch in SMD, 
aber nicht für 200V.
4. Massefläche sinnvoll oder nicht? Nennenswert Strom fließt ja nicht, 
andererseits arbeitet der Inverter mit hohen Frequenzen und wenigstens 
da, wo der Acrylstern festgeschraubt wird, ist keine Schirmung nach 
außen gegeben. Andererseits verringert eine Massefläche den 
Isolationsabstand der EL-Anschlüsse zu GND.
5. Keine direkte Frage, aber ich finde steife Kabel unglaublich nervig. 
Welche Ummantelungen bleiben auch bei Kälte beweglich? Gefunden habe ich 
momentan PUR und T-PE (Ölflex).

Danke für die Unterstützung!

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Korbinian G. schrieb:
> Ich habe mich als
> Treiber für den HV830 entschieden, da bezahlbar, klein und ein lötbares
> Format.
> Die Schaltung orientiert sich am Datenblatt.

D1 ist falsch angetüdelt. Gehört zwischen Pin 3 und 4.

> Die gewünschte Frequenz am Ausgang ist 400 Hz. Das ist dieselbe Frequenz
> der handelsüblichen Billigteile mit Batterien, die eigentlich ganz gut
> funktionieren. Deshalb habe ich den Widerstand dafür angepasst.

Die Frequenz ist weitgehend unkritisch. Es gibt auch Nachtlichter mit 
EL-Folie, die werden bei 50Hz betrieben. Angeblich ergeben ca. 400Hz die 
größte Helligkeit, aber das hängt von der konkret verwendeten 
Folie/Schnur ab. Auf jeden Fall steigt mit höherer Frequenz der 
Stromverbrauch.

> Beim Layouten habe ich versucht, die Wege kurz zu halten.

Das Layout sieht verdammt zerklüftet aus. Lies mal 
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layo... und 
dann verfolge die entsprechenden Pfade in deinem Layout.

Außerdem sind die Knoten an Pins 2 und 8 relativ hochohmig und folglich 
empfindlich auf Einkopplungen. Sieh also zu, daß du keine hohen Ströme 
bzw. Spannungen direkt daran entlang führst.

> Ein paar Fragen habe ich noch:
> 1. Funktioniert die Schaltung prinzipiell oder habe ich was vergessen?

Woraus willst du die Schaltung versorgen? Brauchst du vielleicht einen 
Verpolschutz oder eine Sicherung?

> 2. Muss es wirklich ein großer Folienkondensator sein

Welcher Kondensator? Da ist ein 10..100nF Speicherkondensator an Pin 3, 
der muß im wesentlichen die Spannung von 200V aushalten. Keramik in 1206 
würde passen, aber nicht jeder.

Und dann sind da noch die Abblock/Speicherkondensatoren für die 
Versorgung. Die sollten Keramik sein, müssen aber nicht viel Spannung 
aushalten. Wie groß die sein müssen, hängt von der Versorgung ab.

> 3. Kennt jemand eine kleine SMD-Gleichrichterdiode, die schnell genug
> dafür ist? Das Datenblatt gibt eine Referenzdiode vor, die aber nirgends
> zu kriegen ist, weil obsolet. Schnelle Dioden finde ich, auch in SMD,
> aber nicht für 200V.

Für 200V ist eine schnelle Si-Diode das Mittel der Wahl. Die BAS21 ist 
auch absolut handelsüblich (z.B. bei Reichelt für €0,03). Sonst halt die 
Suchfunktion beim Händler deiner Wahl benutzen.

> 4. Massefläche sinnvoll oder nicht?

Wenn du das so eng und mit nur 2 Lagen bauen willst, hast du gar keinen 
Platz dafür. Ich würde ja alles auf eine Lage packen und die 2. Lage als 
Masse nutzen...

Autor: Korbinian G. (korbinian_g10)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Besser?
Jetzt ist das Projekt komplett in SMD, eine Massefläche vorgesehen 
(nicht eingezeichnet).
Die Ströme/Spannungen an Pin 2/8 kann ich nicht woanders führen, da die 
Nachbarpins ohnehin direkt daneben liegen.

Verpolschutz/Sicherung ist nicht notwendig, da die Sicherung direkt nach 
dem Netzteil eingebaut wird.

Autor: Gerald B. (gerald_b)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hast du schon eine Quelle für den HV830?
Alternativ gibt es bei TME auch den HV823 und den 857.
Interessantes Teilchen. Was ich nur im DB vermisse, ist ein Oszillogramm 
oder eine Aussage zur Beschaffenheit der Ausgangsspannung. Ich kenne die 
Empfehlung, das es ein Sinus sein soll, damit die EL-Folien ein langes 
Leben haben. Deshalb wurden dafür meist Royer Konverter vorgeschlagen.
Für mich wären die Dinger ebenfalls interessant, da ich einen Restposten 
16x2 LCD Displays ohne Hintergrundbeleuchtung habe. Für eine LED 
Hintergrundbeleuchtung reicht der Platz nicht, da ist die Pexi-Scheibe, 
die da enlightet wird, zu dick (sind extra als Hintergrundbeleuchtung 
vorgesehen).
Eine EL-Folie würde noch hinter das Display gehen. Allerdings habe ich 
den Aufwand dessen Versorgung gescheut :-)

Autor: Michael W. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gerald B. schrieb:
> Eine EL-Folie würde noch hinter das Display gehen. Allerdings habe ich
> den Aufwand dessen Versorgung gescheut :-)

Habe ich mal vor Jahren bei einem DX7 Mk.I gemacht - der Platz unter dem 
Displa hatte für eine EL-Folie ausgereicht. Der größte Aufwand jedoch 
war das Abziehen der hinteren Reflexionsfolie - der Kleber blieb am Glas 
und mußte mühsam und vorsichtig entfernt werden (das verwendete 
Lösungsmittel weiß ich gar nicht mehr, könnte Isopropyl-Alkohol/Spiritus 
oder Nitro-Verdünnung gewesen sein...). Hat aber prima geklappt & läuft, 
soweit mir bekannt ist, heute noch (habe den Synth später verkauft).

Autor: Gerald B. (gerald_b)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Michael W. schrieb:
> Der größte Aufwand jedoch
> war das Abziehen der hinteren Reflexionsfolie - der Kleber blieb am Glas
> und mußte mühsam und vorsichtig entfernt werden (das verwendete
> Lösungsmittel weiß ich gar nicht mehr

Habe ich mit einem kleinen Teppichmesser vorsichtig angehoben und dann 
mit einer Pinzette abgezogen und danach mit Wattestäbchen und 
Isopropanol runtergepopelt. Aber einfach geht eindeutig anders. Aceton 
oder Waschbenzin habe ich mich nicht getraut zu nehmen, da die 
Polarisationsfolie nicht zum Teufel gehen darf.
Ich habe versuchsweise doch die etwas dickere LED Hintergrundbeleuchtung 
genommen. Dafür waren aber die Zebragummis wieder zu schmal. Also aus 
der Bastelkiste Dickere von einem geschlachteten Display rausgesucht. 
Allerdings reichten dann die Haltenasen des Metallrahmens nicht mehr 
durch die Leiterplatte durch. Ich habe das Sandwich dann auf den Tisch 
gedrückt und die Haltenasen verlötet.
Das tue ich mir allerdings nicht für die restlichen 9 Displays an ;-)
So eine Platine könnte man ja als Boardnutzen beim freundlichen Chinesen 
fertigen lassen und sich hier dann reinteilen.

Autor: stone (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gerald B. schrieb:
> Was ich nur im DB vermisse, ist ein Oszillogramm
> oder eine Aussage zur Beschaffenheit der Ausgangsspannung.

"The output pins VA and VB are configured as
an H-bridge and are switched in opposite states to achieve
200V peak-to-peak across the EL lamp."

Letzter Satz 1. Seite. Switched H-Bridge = Symmetrisches Rechteck.

Gerald B. schrieb:
> Ich kenne die
> Empfehlung, das es ein Sinus sein soll, damit die EL-Folien ein langes
> Leben haben. Deshalb wurden dafür meist Royer Konverter vorgeschlagen.

Man könnte das Rechteck von HV830 und Konsorten ja schon "verformen". 
Die serielle Spule dafür aber müßte wegen der 1kHz relativ massiv 
ausfallen. Idealer Sinus wohl nur, wenn die Induktivität mit der 
Lastkapazität einen Schwingkreis mit f0 / fR bei der Ausgnagsfrequenz 
bilden würde.

Mit einer relativ kleinen Spule wäre es dann möglich, wenn der Ausgang 
(wie bei Klasse D Verstärkern, bzw. bei fester Frequenz eher wie bei 
Wechselrichtern) sinusmoduliert, und nur noch die Schaltfrequenz 
herauszufiltern wäre.

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gerald B. schrieb:

> Was ich nur im DB vermisse, ist ein Oszillogramm
> oder eine Aussage zur Beschaffenheit der Ausgangsspannung.

Das geht doch aus der Innenschaltung hervor. Das ist ein simpler 
Stepup-Wandler, gefolgt von eine H-Brücke (mit eigenem Takt). Ergo: da 
kommt ein Rechteck raus.

stone schrieb:
> Man könnte das Rechteck von HV830 und Konsorten ja schon "verformen".

Muß man nicht mal. Die EL-Folie ist im wesentlichen eine kapazitive 
Last. Das typische Ersatzschaltbild sind 47nF parallel zu 10K und dazu 
noch 100R in Reihe (für 4 inch²). Wenn die einmal in einer Richtung auf 
100V aufgeladen sind und umgepolt werden, zerrt es die Spannung am 
Zwischenkreis-Kondensator (der TE hat da 100nF vorgesehen) gnadenlos 
nach unten. Die Flanken des Rechtecks werden also schon von Haus aus 
deutlich verschliffen.

Autor: Korbinian G. (korbinian_g10)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gerald B. schrieb:
> Hast du schon eine Quelle für den HV830?

Ja, ich bestelle den wohl bei Arrow.
https://www.arrow.com/de-de/products/hv830lg-g/mic...

1,70 finde ich okay, zumal der Mindestpreis für Gratisversand da sehr 
niedrig ist.
Der Rest ist Standard-Hühnerfutter und entweder bei Reichelt oder 
notfalls Conrad zu bekommen.

Autor: Gerald B. (gerald_b)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So, kleines Update, Elecrow hat meine Boardnutzen geliefert und ich habe 
mal mit Bestücken angefangen.
Die Platinen sind 17x27mm "groß" und inklusive Induktivität nur 4mm 
hoch. Lötpads gibts vorne und hinten mit DuKo's. Zum Größenvergleich 
habe ich ein EL-Inverterboard mal huckepack auf ein 16x2 LCD Display 
aufgepfropft. Einfach mit Spiegelklebeband fixiert, die EL 
Folienkontakte angelötet und Am Steckverbinder +5V und Masse für die 
Hintergrundbeleuchtung abgegriffen und das Modul da angeschlossen. Das 
Modul hat perfekt im Zwischenraum zwischen Display und Board Platz, 
durch den Steckverbinder.
Wer Interesse an ein paar Platinen hat, kann sich ruhig melden :-)

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.