Wechselrichter - mal kurz entwickelt. Werteüberprüfung?

*push*

Entschuldigt meine Ungeduld - aber ich brauchs für de Firma...

Hallo!
ich würde sagen, die 15Ohm Widerstände sind zu niederohmig!
Das ergibt ja fast 1A Basisstrom!
Wie kommst du auf diesen Wert?

Gruß
Bernhard

Hallo,

die 15R Widerstände liegen an ca 11V an das ergibt ca. 8 Watt, bei einem Dutycycle von 50% bleiben noch 4Watt zum verheizen, da werden die schon heiss.

Bei den 2n3055 kannst du bei dieser Anwendung mit einer Stromverstärkung von ca. 5 rechnen, das ergibt mit den 15R Basiswiderstand ca 0,7A Basisstron = max. 3,5A Kollektorstrom. Du siehs, die 15R sind gar nicht so daneben.


Grüße
Thomas

Ein Oszi anzuschließen ist bei dieser Schaltung schon sehr empfehlenswert. Es gibt ein paar Dinge die schnell zu einem Problem werden können:

Wenn Q3 und Q4 nicht genau zur rechten Zeit ein- oder ausschalten, dann gibt's entweder heftige Impulsströme (bei überlappend eingeschalteten Transistoren) oder Spannungsspitzen (bei Totzeit, in der beide zu sind), die die Transistoren killen können.

Wenn das Taktverhältnis nicht genau 50/50 ist dann kann der Trafo einseitig sättigen, und das gibt steil ansteigende Ströme durch einen der Transistoren.

Die Schaltung könnte also sehr ineffizient oder gar suizidal sein. Eine Drossel in Reihe zur Mittelanzapfung des Trafos könnte das Schlimmste verhindern, und Zenerdioden zur Begrenzung der CE-Strecken von Q3 und Q4 wären auch noch eine Idee.

Aber mach mal Deinen Oszi wieder gängig! Und idealerweise wäre noch eine gute Stromzange nützlich.

tede schrieb:

Bei den 2n3055 kannst du bei dieser Anwendung mit einer Stromverstärkung von ca. 5 rechnen, das ergibt mit den 15R Basiswiderstand ca 0,7A Basisstron = max. 3,5A Kollektorstrom. Du siehs, die 15R sind gar nicht so daneben.

Da stehts - aber ich hab an meinen Fähigkeiten gezweifelt, weil die Dinger werden soo heiß, dass ich mir dir Finger daran verbrannt habe.
Hab nachgemessen - 0,8A Basisstrom - gerechnet mit 4A Kollektor (die noch größer sein könnten, aber reicht vorerst).

Also nicht verrechnet? Oder hat jemand verbesserungsvorschläge?

[edit]

Pelmazo - theoretisch hast du völlig recht, aber Oszi ist halt gerade kaputt.
Laut Simulation (allerdings mit anderen Transen) gabs keine "Killerspitzen" - da muss ich mich momentan drauf verlassen.
Den 50/50 Effekt hatte ich am Anfang - allerdings dürfte der soo gut wie ausgemerzt sein - denn er war MEHR als deutlich zu hören - die ganze "Trafogeschichte" brummt relativ laut. Man konnte / kan auch immernoch sehr genau hören, wenn das Ding ausm Takt kommt - vor allem passierts, wenn die Spannungsversorgung zu hochohmig wird.

Was für Zener würdest du empfehlen? Jenachdem müssen die einiges Mitmachen...
Ineffizient ist sie wie sau - kann ich grad net ändern, suizidal kann nicht sein, sonst wärs schon tot.

[edit2]
Mitm Multimeter hinter einer Diode mit einem C gegen mittelanzapfung lies sich (in beiden Richtungen) kein Spannungsaufbau höher als 15V feststellen - Ja, stümperhaft gemessen, aber oszi ist halt nunmal kaputt.
Kann ich damit die Spannungsspitzen relativ ausschließen?
Wenn ich hinter ner Diode mit nem C stabilisiert Messe, müsste ich mit nem Multi mit 100kOhm Eingang relativ nah an den Umax drankommen - wenn ich mich grad net vertue.

Wäre wegen dem Trafo (starkes L) ein Sinus nich wesentlich effektiver als ein Rechteck ???

phelest schrieb:

Wäre wegen dem Trafo (starkes L) ein Sinus nich wesentlich effektiver als ein Rechteck ???

Jepp - aber zu kompliziert um einem halbstarken PhysikLK-Schüler das zu erklären.

...ich denke, daß das Rechteck auch die Hitze macht. Die Transistoren versuchen ja bei allen Flanken wie blöd zu pumpen, was der Trafo zu verhindern versucht; oder ?

Hallo,
nein, eigentlich nicht. Die Spannungsflanken machen dem Trafo nichts. Z.b. bei einem Hochsetzsteller wird auch ein Rechteck-Signal an eine Spule angelegt. Einen Rechteckstrom könnte man nicht anlegen (so wie man beim Kondensator keine Rechteck-Spannung anlegen kann).
Klar macht das Rechteck etwas Schaltverluste, aber das dürften nicht die 2.5A sein.

Gruß
Bernhard

Hallo,

1. Vorschlag
statt den 2n3055, MOSFET's wie z.B. IRF540 o.ä.
Dann muss aber die astabile Kippstufe angepasst werden.

2. über die Trafowicklungen eine Freilaufdiode.

3. Ansteuerschaltung so ändern, dass eine Totzeit zwischen den Ein-Zuständen der Leistungstransistoren entsteht.

Wenn dann das Timing zu dem Trafo passt, müsste das auch mit einer Rechteckansteuerung ganz manierlich funktionieren.

Grüße
Thomas

Hallo,

das mit den Mosfets ist eine gute Idee.
Eine gebräuchliche Gegentaktwandler-Schaltung hat parallel zur Primärwicklung (Also zwischen den beiden Kollektoren/Drains) einen Resonanz-C und in Reihe zur Mittelanzapfung (wurde schon erwähnt) eine Drossel.

Dann wird das ganze ein "stromgespeister, resonanter Gegentaktwandler". Wird auch in Invertern für CCFLs verwendet. Hat einen Wirkungsgrad von über 90%.

Gruß
Bernhard

Also - Freilaufdioden sind mittlerweile drin, hab ich vergessen zu schreiben.

Hab mir grad das Datenblatt zu den FETs angesehen - das wäre ne Lösung.
Problem: Die Kippstufe muss mehr oder weniger so bleiben, denn diese Begreiflich zu machen ist der eigentliche Nutzen von dem Kram, der nette Nebeneffekt ist eben der Spannungswandler. (mein Ehrgeiz lässt mich dann aber trotzdem noch lernen und das ganz möglichst einfach noch zu verbessern )

Bleibt noch die Frage, wie man die Kippstufe ändern müsste - hab bisher noch sehr wenig mit FETs gearbeitet, bzw nicht selber entwickelt.
Wenn ich das richtig weiß, basieren FETs ja auf der Ladung, die zwischen Gate und Source liegt, oder?
Kurze "Änderungsbeschreibung" wäre ganz nett - in nen Schaltplan packen kann ich dann machen.

Was für ne Drossel würdet ihr denn in die Mittelanzapfung nehmen?
Die Totzeit wäre ne optimallösung(klar, zusammenbrechen des Magnetfeldes wird besser ausgenutzt) - aber wie mir scheint, wahrhscheinlcih zu kompliziert für die einfachkeit der schaltung.

Eigentlich musst Du bei Powerfeteinsatz in der Ansteuerung gar nichts ändern. Nur die 15 Ohm dürfen weniger Leistung haben. 0,25..0,6 Watt reichen dann.
Die IRF540 steuern bei Ugs 6Volt recht gut durch. Dann fallen bei 10 Ampere, weniger als 0,5V an ihnen ab.

Totzeitlösung: Gibt es diese Multivibratorschaltungen nicht auch für drei Lampen-ich bilde mir ein, sowas mal gesehen, zu haben. Da könnte man dann Totzeit einbauen(Auf vier Phasen erweitern).
Oder den Generator ganz anders bauen: Mit vier CMOS NAND Gattern mit Schmitt-Trigger-Eingängen HEF4093B

Grüße

Ultraschall schrieb:

Eigentlich musst Du bei Powerfeteinsatz in der Ansteuerung gar nichts ändern. Nur die 15 Ohm dürfen weniger Leistung haben. 0,25..0,6 Watt reichen dann. Die IRF540 steuern bei Ugs 6Volt recht gut durch. Dann fallen bei 10 Ampere, weniger als 0,5V an ihnen ab.

Das meinte ich ja - hab mich schon gewundert,w as daran zu ändern wäre.
und Ugs noch etwas höher zu bekommen ist ja an scih kein Problem, kann man ja zum testen erstmal so lassen.

Totzeitlösung: Gibt es diese Multivibratorschaltungen nicht auch für drei Lampen-ich bilde mir ein, sowas mal gesehen, zu haben. Da könnte man dann Totzeit einbauen(Auf vier Phasen erweitern). Oder den Generator ganz anders bauen: Mit vier CMOS NAND Gattern mit Schmitt-Trigger-Eingängen HEF4093B Grüße

Leider auch alles zu Kompliziert

Mal sehen, ob mein Lädchen die Dinger da hat.

Sonst: Gibts Ersatztypen die gleich oder ähnlich sind?

IRF640 BUZ12
nicht ganz so gut BUZ 71/72

Ugs dürfte so reichen, wie sie ist.

Okay, vielen Dank... dann mach ich mich morgen früh mal aufn Weg zum Kaufen.

Achja - worauf reagieren FETs denn so schon mal ungerne? ist ein Schutz mit Freilaufdioden ausreichend?

Die haben Herstellungs-Prozess-bedingt "Freilaufdioden" drin.
Deren Daten stehen auch im Datenblatt, aber ich bin nicht der Schaltnetzteilexperte.
Kann irgendjemand anderes was dazu sagen?

Bei der Schaltung oben handelt es sich entgegen gewisser "Lehrbücher" nicht um einen Rechteckgenerator. Darin würde ich als erstes das Problem suchen.

Hallo!
ich denke, ich habe einen Haken bei der Schaltung gefunden.
Die Kollektor-Signal von Q1 und Q2 sind keine Rechtecksignal!
Denn es fließen die Ladeströme der beiden Cs auch über die ARbeitswiderstände von Q1 und Q2.

Das dürfte sich so auswirken:
Schaltet Q1 ein, geht die Spannung an seinem Kollektor sauber auf +12V. Wenn er aber ausschaltet, dann wird über R1/R3 und die Basis-Emitter-Diode von Q2 C1 geladen ->
Die Kollektorspannung geht nur langsam auf 0V runter.
Wenn sie auf 0V ist, dann schaltet Q1 bald wieder ein!

Das führt dazu, dass Q3 und Q4 deutlich überlappend eingeschaltet werden. Daher vermutlich die riesige Stromaufnahme.
Ich hab leider mein PSpice nur in der Arbeit, dann könnt ichs mal simulieren.

Gruß
Bernhard

Edit:
Das war jetzt auch überlappend!
Mülleimer hat wohl zeitgleich dasselbe rausgefunden.

Gruß
Bernhard

Hmmm
dann muss ich mein PSPice noch mal quälen. Ich geb mich heute nachmittag mal dran.

Okay - ich bin zu blöd. Ich wollt übrigens Simulieren mit SwCAD III - aber der kennt die ganzen Bauteile net und Libraries scheints net zu geben, oder weiß ganz rein zufällig einer wo?
Also, wenn jemand möchte, gerne - am besten die Lösung mit den MOSFETs und die Kippstufe möglichst unverändert.



Wenn es jemandem hilft, dann stell ich hier uch noch mal das Eagle-Schematics rein...

Eagle-Schematic

Hab es eben noch nciht geschafft, die FETs zu holen - Montag werd ich das wohl nachholen und dann direkt testen.
Sind die FETs genauso Kühlungsbedürftig wie die 2N3055er?

Gruß Rainer

Ich würde mal die Kollektorwiderstände in je 1* 1k- Ohm ändern und dann BC557 nehmen. Gates direkt an Kollektor.

R5-7 deutlich erhöhen. C verkleinern. Die Schaltung findest Du ganz sicher irgendwo im I-Netz. So dramatisch ist die Verbiegung des Rechtecks auch nicht. Basisvorwiderstand kann helfen. Wenn die FET´s richtig angesteuert werden, dann dürften sie nicht mal lauwarm werden

Alternative wäre ein Rechteckgenerator mit CMOS- Invertern oder einem 555 Timer.

Hab das Ding grad mal mit irgendwelchen Bauteilen zusammengeklötet in SwCad - nur die Simu will noch nciht... Aber ich arbeite dran...

Hallo!
Du mußt für die beiden Kondensator Anfangswerte festlegen. Wenn Du die Transienten-Analyse mit den vorherberechneten DC-Arbeitspunkten starten läßt, dann schwingt der Oszillator nicht an. Er bleibt in einem Gleichgewichtszustand. Vor allem, weil er exakt symmetrisch aufgebaut ist!

Gruß
Bernhard

Bertl100 schrieb:

Hallo! Du mußt für die beiden Kondensator Anfangswerte festlegen. Wenn Du die Transienten-Analyse mit den vorherberechneten DC-Arbeitspunkten starten läßt, dann schwingt der Oszillator nicht an. Er bleibt in einem Gleichgewichtszustand. Vor allem, weil er exakt symmetrisch aufgebaut ist! Gruß Bernhard

Könntest du mir das vll noch etwas genauer erläutern? - Da steig ich nciht hinter...

Der meckert bei mir immer, dass ich die "node checken" soll, an der die Basis von einer Transe hängt...


[edit]

aus dem Log:

Heightened Def Con from 7.68497e-005 Singular matrix: Check node n007 Iteration No. 6 Fatal Error: Singular matrix: check node n007 Iteration No. 6

Noch das Schaltbild:



Schwingen müsste die ja trotz der fehlenden FETs - sie stellen ja praktisch nur einen sehr kleinen C dar gegen Masse... Die Transen sind andere Typen - die die eigentlich drin sind, kennt SwCAD wieder net.

[edit2]

Die Node007 ist die Masse ganz unten im Bild.

[edit3]

die fehlende masse im Bild hat für den Absturz der Simu gesorgt - jedenfalls ging sie gerade durch8--> Edit1 hat sich erledigt). Jetzt bleibt nur noch das Prob, dass ich den nicht zum anschwingen bekomme.

Ich habe das Gerät spaßeshalber mal gebaut, läuft wie eine Eins (12V/ 50 Hz). Pv Schaltung: 0,3W; Pv FET´s: 0,5W mit 40W Glühbirne. Außer der Glühbirne wird da nichts warm.

Hallo!
Sieht so aus, also ob du in der Simulation die Masse nicht angeschlossen hättest!
Ich kenne dein Simulations-Programm nicht. Aber bei PSPICE muß unbedingt Masse angeschlossen sein.
AGND heißt das da.

Gruß
Bernhard

Das kann man ja nicht mit ansehen. Kleiner Tip: BC547
Drossel und Z-Dioden sind überflüssig.

Jopp - das mit der Masse hab ich dann auch gemerkt.

Also, mit PSpice komm ich nicht klar - also bleib ich bei meinem SwCAD... Da merkt man, dass ich noch nie wirklcih mit ner Simulation gearbeitet habe

So - nachdem ich dann mal raushatte hab ich dann einfach mal die Ausgangs-schaltung (ja genau die, mit der der Scheiß angefangen hat) simuliert, wenn auhc mit falschen Transen in der Kippstufe - und dabei kommt dann raus, warum das Ding so nen "Ruhestrom" hat:

http://web30.server1.editum.de/ebay/wandler-simu.jpg

Egal.

Mülleimer, was haste denn nun verändert?

Janz eunfach

Rc - 470R
Rb - 4k7
Rv - 47k
C - 330n
T - BC547
MOS - IRFZ 34n
Snubber - 47R + 47n in Reihe (D nach Masse *2)



P.S. Abblockkondensator 2m2

Soo - Das ist draus geworden:



Die Snubbers fehlen in der Zeichnung und auf der Platine noch - hatte das Material vergessen zu kaufen. --> kommt die Tage noch.

Ansonsten: Die Simulation zeigt einen saubersten Rechteck sogar mit einer winzigsten Pause - aber die müsste dann doch etwas länger noch sein, um das ganze Wirken zu lassen.

--> Von Azubi mal zusammenklöten lassen...

Die Ruhestromaufnahme ist auf 0,2A zurückgegangen - ein durchaus akzeptabler Wert. Klar - die Überlappungen der Transen sind weg - sowie die fast 1A Basisstrom. Macht sich bemerkbar.

Dann fiel auf: Die Frequenz änderte sich stark hörbar mit der Belastung auf der Sekundärseite - wie sich nachher herausstellte, plante Azubi die Masse auf der Streifenraster katastrophal und zu dünne - da muss man sich wohl ein paar Bahnen parallel löten. Ist aber alles machbar.

Foto von der Platine kommt die Tage - muss noch vernünftige Kühlzungen für die FETs holen - ohne werden sie mir zu heiß, und die momentanen sind zu schwer - und wahrshceinlcih auch viel zu groß.

Und das wichtigste: Das kann man relativ einfach noch erklären.

[edit]

R5 im Schaltbild steht anstelle eines 50k/lin Potis.

Der Ruhestrom sollte ca.25 mA betragen. Wozu sind C3 und C4??
Wie kommst Du auf die Werte von R1 und R3? Miß mal am Kollektor Q1; der Rechteck ist sicher nicht sauber.
Wozu soll die Totzeit gut sein (geht damit eh nicht)?

Welche Leistung soll denn rauskommen?

Ruhestrom muss ich noch mal nachmessen - habs eben nur am Analogen A-Meter des Netzgerätes mal erahnt...

C3/C4 lassen letztenendes die Spannung an den Kollektoren etwas verzögert ansteigen, und damit den FET leicht verzögert durchschalten - der Entladestrom durch den Transistor ist dabei zu vernachlässigen. --> gemacht, weil die Simu zeigt, dass sich die Rechtecke wieder überlappen würden, so tun sie es nicht.

Dabei merkt man einfach (meiner Meinung nach) das Problem der Simu. Sobald ich ein Oszilloskop irgendwie bekommen kann, messe ich mal nach, wie der aktuelle REELLE Stand der Schaltung, so wie sie momentan ist, ist.

Übrigens - am Kollektor von Q1 bzw Q2 ist der natürlich nciht sauber. Aber hinterm FET schon. (zumindest laut Simu - ich wers aber bei Möglichkeit mal nachmessen.)

[edit]

Ruhestrom mit angeschlossenem Trafo (ohne Last) --> 230mA
Ruhestrom ohne angeschlossenen Trafo --> 22mA

Also nochmal langsam:
R1 und R3 haben 47 k-Ohm.
R5 fällt weg, da sinnlos (man kann aber ein 4k7 Poti mit Schleifer an + anschließen um die Symmetrie zutrimmen).
C1 und C2 = 330nF.
C3 und C4 entfernen da sinnlos.
Da überlappt nichts. Beweis: Sobald der Kollektor des gerade leitenden Transistors um 0,7 V sinkt, ist die Ube auf der anderen Seite schon auf 0V. Im Gegenteil, es gibt eine minimale Totzeit, schon deswegen, weil die FET´s nicht beliebig schnell sind. Die RC- Kombi dämpft die dabei entstehenden Freilaufimpulse.

Vor die beiden Basen gehören 4,7 k-Ohm - Widerstände, da die Basis-Emitter-Strecken der Transistoren sonst auf die Dauer zerstört werden. Außerdem kann die Rechteckflanke sonst nur verzögert einschalten.

Mülleimer schrieb:

Also nochmal langsam: R1 und R3 haben 47 k-Ohm. R5 fällt weg, da sinnlos.

Da R5 Poti (steht auch oben) nicht ganz sinnlos - Einstellbare Arbeitsfrequenz.

ob 330 oder 470nF dürfte damit auch relativ egal sein, da man die Frequenz eh einstellen kann. (hatte kein 330er da)

C3/C4 seh ich ein - hab ich bereits vermutet, aber mit der Simu sahs besser aus.

Wo sollen die 4,7k'er hin? Zwischen Basis und C/R gegen Vcc? Warum, das hab ihc noch nie so gemacht...

Die Frequenz! - Ja gut.

470 nF ist natürlich auch o.k. hatte ich eben falsch gelesen, sorry

4,7k einfach direkt vor die Basen. Laut Datenblatt bricht die BE- Diode bei -5V durch. Mit dem Oszilloskop konnte ich sehr schön den Durchbruch sehen bei -10V. Außerdem könne die Kollektorspannungen nicht schnell hochfahren, wenn der Kondensator über die BE- Diode der Transistoren an Masse hängt. Es handelt sich um eine Weiterentwicklung von mir. Die wirst Du wahrscheinlich auch sonst nirgends finden. Die Erhöhung der Flankensteilheit ist jedenfalls unübersehbar. Die Frequenz ist einigermaßen stabil, geht so. Den Trafos kann man auch ein paar Hertz mehr zumuten, z.B. 70Hz. Ich habe die Schaltung bis 20kHz getestet. Manche NF- Trafos laufen auch mit 1kHz noch ganz gut.

okay - ich werde deine Weiterentwicklung bei Gelegenheit testen.
Muss allerdings dafür die Platine komplett neu machen, weil mein Azubi das alles sehr zusammengeklebt hat.

Trotzdem erstmal vielen Dank für deine/eure Hilfe - ich werde den Thread dann wieder aufgreifen.

Wenn Du dann mal einen funktionierende schnellen Oszi hast und feststellst, das die Mosfets schwingen(in den Schaltflanken), musst du direkt in die Gateleitung Widerstände von 220...390 Ohm reinsetzen.(Testhalber kann man auch mit einen Radio über UKW und KW in die Nähe der Schaltung gehen, einen Sender einstellen und dann die Schaltung einschalten-tut sich dann was im Radio, ist was an der Schaltung faul-sie stört dann.) Eventuell kannst Du das jetzt schon mal versuchen, weil das die so heiß werden ist nicht ganz normal. Es sei denn die C3 C4 haben die zu langsam durchsteuern lassen. Werden die jetzt ohne die C3 C4 weniger heiß?