Power inverter (spänningsomvandlare), 12V > 230V till laddare för dator & radio ?
- Thread starter SM7MVC
- Start date
Då i stort sätt alla nätdelar är primärswitchande idag sker först en likriktning av spänningen till toppvärdet av halvperioden, så det kvittar vad du matar med för spänning, och vill du bygga själv är det enkelt att fixa minst 140 volt likspänning och mata laddaren med.
Om du däremot har en nätdel där det sitter en transformator för 50 Hz som första komponent kan de problem du nämner uppstå. Du ser på laddaren om du behöver koppla om primärspänningen, eller om det står 120 - 240 V. Ibland står det faktiskt även DC. Men man behöver oftast komma upp i 140 VDC för att PWM-styrningen skall funka fullt ut.
Ser man till att alla nätdelar är av primärswitchande typ funkar det att köra huset på likspänning direkt från solceller eller batteriet i elbilen. Men ofta kan man sätta in ett drivdon där man matar in mellanledsspänningen och får ut lämplig växelspänning för kylskåp, diskmaskin och tvättmaskin, men den största delen av våra prylar idag funkar att köra på likspänning.
Om du däremot har en nätdel där det sitter en transformator för 50 Hz som första komponent kan de problem du nämner uppstå. Du ser på laddaren om du behöver koppla om primärspänningen, eller om det står 120 - 240 V. Ibland står det faktiskt även DC. Men man behöver oftast komma upp i 140 VDC för att PWM-styrningen skall funka fullt ut.
Ser man till att alla nätdelar är av primärswitchande typ funkar det att köra huset på likspänning direkt från solceller eller batteriet i elbilen. Men ofta kan man sätta in ett drivdon där man matar in mellanledsspänningen och får ut lämplig växelspänning för kylskåp, diskmaskin och tvättmaskin, men den största delen av våra prylar idag funkar att köra på likspänning.
SA5GHZ
Dipl. Klugscheißer
Vad är det som ska laddas, från vad? Är det en 12VDC-källa som ska leverera kraften från början, så kan det vara onödigt att gå omvägen upp till 230VAC och ner igen, det blir sannolikt inte en god systemverkningsgrad (effektförlust, utrymmesbehov, eventuella störningar, etc...) att stapla omvandlare efter varandra.
Det finns färdiga datornätdelar/laddare för mobil användning som går direkt på fordonsspänningar.
Laddare för radio (rubriken) antar jag avser handapparater? I så fall är det sannolikt någon lågspänd DC som egentligen behövs, kan man inte hitta en färdig laddare för fordonsbruk så går det att plocka ihop något eget, till exempel Vicor gör DC/DC-omvandlare i en mängd varianter.
Det finns färdiga datornätdelar/laddare för mobil användning som går direkt på fordonsspänningar.
Laddare för radio (rubriken) antar jag avser handapparater? I så fall är det sannolikt någon lågspänd DC som egentligen behövs, kan man inte hitta en färdig laddare för fordonsbruk så går det att plocka ihop något eget, till exempel Vicor gör DC/DC-omvandlare i en mängd varianter.
SM0AOM
Well-Known Member
Som sagt är det vanligen en onödig omväg att först gå upp till 230 V och sedan ner till den efterfrågade laddningsspänningen.
Men om man framhärdar så finns det två huvudtyper av laddare och kraftaggregat; en som har en transformator på 50 Hz-sidan samt linjär reglering och en som är primärswitchad. 50 Hz-transformatorn ger sämre verkningsgrad och är därför ganska ovanlig i moderna aggregat.
Den andra som använder primärswitchning ger överlägsen verkningsgrad och är därför vanligast idag. Båda realiseringarna är toleranta mot "dåliga vågformer", men ett aggregat som använder en 50 Hz transformator får ännu sämre verkningsgrad om det matas med "fulel" (term inom järnvägseltekniken och fartygselinstallationer) och skulle i teorin kunna gå så varmt att det skadas. Denna risk är i stort sett obefintlig hos primärswitchade aggregat.
Sedan ska man inte heller bortse från EMC- och radiostörningsaspekterna, billiga "inverters" har ofta riktigt usla emissionsegenskaper både utstrålade och ledningsbundna.
Ett sätt att komma runt detta är att endast ladda före användning
och koppla bort invertern under den tid man använder radion.
Men om man framhärdar så finns det två huvudtyper av laddare och kraftaggregat; en som har en transformator på 50 Hz-sidan samt linjär reglering och en som är primärswitchad. 50 Hz-transformatorn ger sämre verkningsgrad och är därför ganska ovanlig i moderna aggregat.
Den andra som använder primärswitchning ger överlägsen verkningsgrad och är därför vanligast idag. Båda realiseringarna är toleranta mot "dåliga vågformer", men ett aggregat som använder en 50 Hz transformator får ännu sämre verkningsgrad om det matas med "fulel" (term inom järnvägseltekniken och fartygselinstallationer) och skulle i teorin kunna gå så varmt att det skadas. Denna risk är i stort sett obefintlig hos primärswitchade aggregat.
Sedan ska man inte heller bortse från EMC- och radiostörningsaspekterna, billiga "inverters" har ofta riktigt usla emissionsegenskaper både utstrålade och ledningsbundna.
Ett sätt att komma runt detta är att endast ladda före användning
och koppla bort invertern under den tid man använder radion.
SM4FPD
Well-Known Member
Såg en husbilsägare, han hade ett bensindrivet elverk som laddade 12 V batteriet i bilen, en inverter som gjorde 230 V AC, en laddare för elcykeln som gick på 230 V och som gjorde 36 V till cykeln. Kaka på kaka sägs det....
Man kanske får tänka lite innan man bränner det mesta i dåliga verkningsgrader, och alstrar störningar.
Modifierad sinusvåg är egentligen inte modifierad sinus, utan ett simpelt försök att skapa något som ibland ev. kan ersätta riktig växelström.
Men ger förstå lite lägre förluster än en vanlig sinusinverter.
Modernare invertrar kan göra många trappsteg, så det blir med likt riktig sinus. Men då blir det dyrare.
Och kanske störigare.
De första invertrar och spänningsomvandlare jag byggde , var med en tung trafo 50 Hz och OC-26, dvs Ge transistorer, som inte kunde så mycket mer än 50 kHz, därav knappast störningar. Järntrafon gick ju heller inte så fort.... att de orsakade stöj.
Man läser ofta: "skall ej användas för känslig elektronik". Kanske ett sätt att skydda sig ifall invertern ger transienter, fel kurvform, överspänning eller till och med fel frekvens etc och då skadar vad den driver.
SM4FPD
Man kanske får tänka lite innan man bränner det mesta i dåliga verkningsgrader, och alstrar störningar.
Modifierad sinusvåg är egentligen inte modifierad sinus, utan ett simpelt försök att skapa något som ibland ev. kan ersätta riktig växelström.
Men ger förstå lite lägre förluster än en vanlig sinusinverter.
Modernare invertrar kan göra många trappsteg, så det blir med likt riktig sinus. Men då blir det dyrare.
Och kanske störigare.
De första invertrar och spänningsomvandlare jag byggde , var med en tung trafo 50 Hz och OC-26, dvs Ge transistorer, som inte kunde så mycket mer än 50 kHz, därav knappast störningar. Järntrafon gick ju heller inte så fort.... att de orsakade stöj.
Man läser ofta: "skall ej användas för känslig elektronik". Kanske ett sätt att skydda sig ifall invertern ger transienter, fel kurvform, överspänning eller till och med fel frekvens etc och då skadar vad den driver.
SM4FPD
SM0AOM
Well-Known Member
Attachments
SM6GXV
QRV: HF, VHF, UHF
Företaget jag jobbade för på tidiga 80-talet tillverkade spänningsomvandlare
från 24VDC till 230VAC 50 Hz. Konstruktionen byggde på en 2 x 18V trafo
på 500VA som styrdes med en hel radda MJ11016 i p-p. Switchkretsen
var en TDA4700 som styrdes mha en litet kristalloscillator.
Trafons "något sämre" högfrekvensegenskaper gjorde att utgångsspänningens
mjuka fyrkantvåg accepterades av dåtidens laster. Inte snyggt men det fungerade!
Kunderna var charterbussar som körde svensk öldrickande ungdom
till fjällen och som under resans gång bjöd på VHS-kasettfilmer
som matades till ett antal TV-apparater upphängda under bussarnas tak.
Omvandlaren byggdes i en aluminiumbox med handtag i
ena ändan, transistorerna utefter sidorna
och en stor gul plastetikett framblaskad med "Scotchcal" med
inkopplingsinstruktioner påklistrad på ena sidan.
Viss häpnad när en av dessa omvandlare dök upp på en ETA-
auktion för några år sedan.
från 24VDC till 230VAC 50 Hz. Konstruktionen byggde på en 2 x 18V trafo
på 500VA som styrdes med en hel radda MJ11016 i p-p. Switchkretsen
var en TDA4700 som styrdes mha en litet kristalloscillator.
Trafons "något sämre" högfrekvensegenskaper gjorde att utgångsspänningens
mjuka fyrkantvåg accepterades av dåtidens laster. Inte snyggt men det fungerade!
Kunderna var charterbussar som körde svensk öldrickande ungdom
till fjällen och som under resans gång bjöd på VHS-kasettfilmer
som matades till ett antal TV-apparater upphängda under bussarnas tak.
Omvandlaren byggdes i en aluminiumbox med handtag i
ena ändan, transistorerna utefter sidorna
och en stor gul plastetikett framblaskad med "Scotchcal" med
inkopplingsinstruktioner påklistrad på ena sidan.
Viss häpnad när en av dessa omvandlare dök upp på en ETA-
auktion för några år sedan.
SM4HFI
Well-Known Member
På mitt näst sista jobb, knappt 40 år sen (blev 37 på det sista) kom en kollega med en omvandlare 12 V DC till 220 V ca 50 Hz som knattrade vid valmöten, kollegan var engagerad i ABF. Mätningar gav att switchtransienter var närmare 600 V. En lämplig last på utgången med kondensator och motstånd i serie dämpade transienterna så det blev fin fyrkantvåg ut. Jag lånade invertern lite senare för ett party. Stereoförstärkaren fick inga störningar och grammofonen gick med rätt fart. Hörde heller inget mer om störningar från ABF-kollegan.
/Jan
/Jan
SM4FPD
Well-Known Member
För den som återuppleva spänningsomvandlarna i R&T finns nu ett par OC16 på Tradera, Ge 5 A Hfe 16. max frekvens vet ej men kanske 20 kHz.... https://www.tradera.com/item/302080/649206175/oc16-transistorer
Numera är det inte så lätt att få tag på transformatorkärnor, men då på 60 talet gällde träradio från Sopstation.
Utgångstrafon kunde bladas som en riktig trafo och gick att linda om, liksom nättrafon.
Senare hade SVEBRY transformatorsatser.
Min gamla TRIO 9R59 fick en sådan omvandlare, enligt KA:s bild från R&T, inbyggd. för 12 V drift.
Funkar än..... utan störningar. 2 x OC26......
Ja vi kanske får inse HiFi knuttarna som gillar "rörljudet" i rörslutsteg. Kand et vara utgångstransforamatorns förmåga som ger den typen av ljud, (läs distorsion). Dvs med tanke på hur fyrkantvåg från invertern blev en rätt konstig kurva.
SM4FPD
Numera är det inte så lätt att få tag på transformatorkärnor, men då på 60 talet gällde träradio från Sopstation.
Utgångstrafon kunde bladas som en riktig trafo och gick att linda om, liksom nättrafon.
Senare hade SVEBRY transformatorsatser.
Min gamla TRIO 9R59 fick en sådan omvandlare, enligt KA:s bild från R&T, inbyggd. för 12 V drift.
Funkar än..... utan störningar. 2 x OC26......
Ja vi kanske får inse HiFi knuttarna som gillar "rörljudet" i rörslutsteg. Kand et vara utgångstransforamatorns förmåga som ger den typen av ljud, (läs distorsion). Dvs med tanke på hur fyrkantvåg från invertern blev en rätt konstig kurva.
SM4FPD
deus_ex_radio
Active Member
Jag har eldat upp en del saker och min erfarenhet säger att med "fulström"
går en traditionell trafo eller asynkronmotor
bra under förutsättning att omvandlaren klarar startströmmen . (jmf VFD motorstyrning)
Switchaggregat är mycket känsligare , speciellt moderna.
Efter en fundering över den trapstegsformade växelspänningen fördelningen av energi i frekvensdomänen,
inses att livet för det EMC filter som sitter på nätsidan plötslig blev hårt.
Vissa SMPS har aktiv PFC, den leker inte alltid så bra med fyrkantvågen.
Föruton X och Y kondingar har jag också fått reparera den kapacitiva spänningdelaren som ska ge startspänningen
för att switchningen ska gå igång.
går en traditionell trafo eller asynkronmotor
bra under förutsättning att omvandlaren klarar startströmmen . (jmf VFD motorstyrning)
Switchaggregat är mycket känsligare , speciellt moderna.
Efter en fundering över den trapstegsformade växelspänningen fördelningen av energi i frekvensdomänen,
inses att livet för det EMC filter som sitter på nätsidan plötslig blev hårt.
Vissa SMPS har aktiv PFC, den leker inte alltid så bra med fyrkantvågen.
Föruton X och Y kondingar har jag också fått reparera den kapacitiva spänningdelaren som ska ge startspänningen
för att switchningen ska gå igång.
SM0AOM
Well-Known Member
Primärswitchade kraftaggregat som är stora nog att kräva aktiv
effektfaktorkompensering kan mycket riktigt få problem med "fulel".
Dock är frågan hur stort detta problem är för "medelstora" aggregat.
En representativ metod för generering av "trappstegssinus" är denna;
och där är de signifikanta övertonerna c:a 15 dB ner från grundtonen,
så den extra aktiva effekt som ett filter + PFC behöver handskas med hamnar i häraden 5% av den förbrukade effekten hos kraftaggregatet.
Är då aggregatet inkl. filter klent dimensionerade kan det bli svårigheter.
Beroende på hur en aktiv kompensering är gjord blir det olika uppträdanden beroende på övertonshalt.
effektfaktorkompensering kan mycket riktigt få problem med "fulel".
Dock är frågan hur stort detta problem är för "medelstora" aggregat.
En representativ metod för generering av "trappstegssinus" är denna;
och där är de signifikanta övertonerna c:a 15 dB ner från grundtonen,
så den extra aktiva effekt som ett filter + PFC behöver handskas med hamnar i häraden 5% av den förbrukade effekten hos kraftaggregatet.
Är då aggregatet inkl. filter klent dimensionerade kan det bli svårigheter.
Beroende på hur en aktiv kompensering är gjord blir det olika uppträdanden beroende på övertonshalt.
deus_ex_radio
Active Member
Du har en "lyxig" MSW 
På en billig inverter är vågformen enklare
Vi är med i EU allt ska vara CE märkt och EMC kraven skruvas åt.
Lagade en några år gammal tv med 130W i märkeffekt, den hade aktiv PFC.
Läste på lite och upptäckte (ungefär=fritt ur minnet) att om märkeffekten är över 25W måste effektfaktorn vara över 0.9
så dom behöver inte vara så stora för att vara "stora nog"
Så var det inte när jag var liten
(På den tiden gick det även bra att åka skidor och cykla utan hjälm )
På en billig inverter är vågformen enklare
Vi är med i EU allt ska vara CE märkt och EMC kraven skruvas åt.
Lagade en några år gammal tv med 130W i märkeffekt, den hade aktiv PFC.
Läste på lite och upptäckte (ungefär=fritt ur minnet) att om märkeffekten är över 25W måste effektfaktorn vara över 0.9
så dom behöver inte vara så stora för att vara "stora nog"
Så var det inte när jag var liten
(På den tiden gick det även bra att åka skidor och cykla utan hjälm )
SM0AOM
Well-Known Member
Den i elektricitetsmatematiken bevandrade vet att energin i en viss
vågform är proportionell till arean under grafen eller tidsintegralen av spänningen eller strömmen. "Modifierad sinus" måste ha ett mycket högre toppvärde än den rent sinusformade för att kunna
överföra samma energimängd under en halvperiod.
Som illustration kan man titta på fallen att man först vill överföra en viss energimängd med 220 V sinusformad matningsspänning till en rent resistiv last. Toppvärdet av spänningen är roten(2)*Ueff = 311 V.
Alla ingående komponenter måste därför tåla minst 311 V.
Om vi däremot försöker oss på att överföra samma effekt med "modifierad sinus" så finner man att det går åt mycket högre spänning.
Säg att vågformen är den som finns i bilden; under 2/3 av halvperioden flyter det ingen ström, och då måste hela energin levereras under 1/3 av halvperioden. Man behöver alltså leverera 50 W under 3,3 ms istället för
50 W under 10 ms.
Den andra effektformeln säger att P=U^2/R som ska utvecklas under
3,3 ms istället för 10 ms, alltså 150 W under 3,3 ms. För enkelhetens skull antar vi att spänningen och lastresistansen är konstanta under denna tid.
Då finner vi att det går åt en faktor roten (150/50) = roten(3) högre toppspänning, eller 538 V för att åstadkomma samma effekt i lasten, medelvärdesbildat över ett godtyckligt antal halvperioder.
Är det nu så att tillverkaren av t.ex. ett nätfilter inte dimensionerat med tillräckliga marginaler kan det hela ta en "messy end".
Sedan kommer ringningar och översvängar att kunna leda till ännu högre toppspänningar, och dessutom genereras en stor mängd övertoner.
vågform är proportionell till arean under grafen eller tidsintegralen av spänningen eller strömmen. "Modifierad sinus" måste ha ett mycket högre toppvärde än den rent sinusformade för att kunna
överföra samma energimängd under en halvperiod.
Som illustration kan man titta på fallen att man först vill överföra en viss energimängd med 220 V sinusformad matningsspänning till en rent resistiv last. Toppvärdet av spänningen är roten(2)*Ueff = 311 V.
Alla ingående komponenter måste därför tåla minst 311 V.
Om vi däremot försöker oss på att överföra samma effekt med "modifierad sinus" så finner man att det går åt mycket högre spänning.
Säg att vågformen är den som finns i bilden; under 2/3 av halvperioden flyter det ingen ström, och då måste hela energin levereras under 1/3 av halvperioden. Man behöver alltså leverera 50 W under 3,3 ms istället för
50 W under 10 ms.
Den andra effektformeln säger att P=U^2/R som ska utvecklas under
3,3 ms istället för 10 ms, alltså 150 W under 3,3 ms. För enkelhetens skull antar vi att spänningen och lastresistansen är konstanta under denna tid.
Då finner vi att det går åt en faktor roten (150/50) = roten(3) högre toppspänning, eller 538 V för att åstadkomma samma effekt i lasten, medelvärdesbildat över ett godtyckligt antal halvperioder.
Är det nu så att tillverkaren av t.ex. ett nätfilter inte dimensionerat med tillräckliga marginaler kan det hela ta en "messy end".
Sedan kommer ringningar och översvängar att kunna leda till ännu högre toppspänningar, och dessutom genereras en stor mängd övertoner.
Last edited:
Ja. Detta var verkligen en “ögonöppnare” trots att jag borde veta det. Jag skyller på att jag är kemiingenjör m.m. och inte Kalle-anka-dito.
Och för den som tror att det senare är nedsättande så är det helt fel och vederbörande bör besöka Olgas trappor för litet allmänbildning.
