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M20001(R)

17.03.2020,
12:32
(editiert von M20001
am 17.03.2020 um 12:38)
 

Inverter Bauteile funktionsweise (Schaltungstechnik)

Hallo,

Ich bin neu hier, verrückter Bastler und mir generell nicht zu schade auch noch die verrückteste Schnapsidee auszuprobieren;-)

Ich habe einen billigen 1000W (180€) Reinsinusinverter gekauft, den ich gerne ein bisschen besser machen will. Nun habe ich mal ein Foto von dem Gerät gemacht, und frage euch ob ihr was erkennen könnt, was man daran ein bisschen verbessern kann in Hinsicht auf robust und effizient. Auch würde mich interessieren was das in der Nähe des Ausgangs für Drosseln/Spulen sind, dass die gelben Dinger die Trafos sind, und wie das Teil in seinen Grundlagen funktioniert weiß ich auch. Natürlich kenne ich mich auch mit Strom ein wenig aus, ich weiß dass es wehtut wenn man mit ihm in Berührung kommt:-D Und direkte Berührung daher vermeiden sollte. Ich hab auch schon Erfahrung mit Elektronik, aber es ist das ertse mal dass ich mit was zu tun hab was im bereich niedrigere HF arbeitet.

Ich hab mal ein Foto von diesem chinesischen Wunderwerk angehängt.



xy(R)

E-Mail

17.03.2020,
12:40

@ M20001

Inverter Bauteile funktionsweise

https://www.mikrocontroller.net/topic/491428#new

https://www.mikrocontroller.net/topic/491324#new

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Zürich (Schweiz),
17.03.2020,
13:05
(editiert von schaerer
am 17.03.2020 um 13:19)


@ xy

Inverter Bauteile funktionsweise

Hallo xy,

» https://www.mikrocontroller.net/topic/491428#new
»
» https://www.mikrocontroller.net/topic/491324#new

Ich glaub der da ist von der Spassvogel-Fraktion GmbH.
:rotfl: :rotfl: :rotfl: :rotfl: :rotfl: :rotfl: :rotfl: :rotfl:

Ich habe mal in die beiden Thread reingeguckt.
Es ist ein toller Spass für die dort ansässigen Mikrocontrollerianer. :-P :clap: :-P

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
http://tinyurl.com/timerbuch
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
http://tinyurl.com/opamp-instrumamp-buch

M20001(R)

17.03.2020,
18:52

@ schaerer

Inverter Bauteile funktionsweise

Hallo,

Ja, da war ich auch schon. Da die dort aber offenbar keine Ahnung haben was Sache ist, habe ich jetzt etwa 20 Meinungen und jeder erzählt was andres.
Die Kollegen aus der Arbeit sagen "Geht, machen wir eine Wundermaschine draus" Einige, man muss schon sagen Deppen bei Microcontroller.net sagen "Du Idiot an sowas schraubt man nicht da kann man nix machen" ein Paar andre saagen "Das geht nicht viel" die nächsten sagen "Um zu lernen wie man das macht braucht man Jahre" und ein Paar wieder andre sagen "Geht nicht das Layout stimmt zum aufmotzen nicht" Da ich es aber leid bin ständig 50 Meinungen am Hals zu haben, habe ich gehofft hier ein Paar zu finden, die mehr Ahnung von dem Thema haben, und was dazu sagen können. Aber gut, suche ich halt weiter. Irgendwo wird sich schon ein Forum finden, das nicht so hochnäsig ist, und wo die Leute vielleicht mal wissen was sie tun.

Altgeselle(R)

E-Mail

17.03.2020,
20:09

@ M20001

Inverter Bauteile funktionsweise

» Hallo,
»
» Ja, da war ich auch schon. Da die dort aber offenbar keine Ahnung haben was
» Sache ist, habe ich jetzt etwa 20 Meinungen und jeder erzählt was andres.
» Die Kollegen aus der Arbeit sagen "Geht, machen wir eine Wundermaschine
» draus" Einige, man muss schon sagen Deppen bei Microcontroller.net sagen
» "Du Idiot an sowas schraubt man nicht da kann man nix machen" ein Paar
» andre saagen "Das geht nicht viel" die nächsten sagen "Um zu lernen wie man
» das macht braucht man Jahre" und ein Paar wieder andre sagen "Geht nicht
» das Layout stimmt zum aufmotzen nicht" Da ich es aber leid bin ständig 50
» Meinungen am Hals zu haben, habe ich gehofft hier ein Paar zu finden, die
» mehr Ahnung von dem Thema haben, und was dazu sagen können. Aber gut, suche
» ich halt weiter. Irgendwo wird sich schon ein Forum finden, das nicht so
» hochnäsig ist, und wo die Leute vielleicht mal wissen was sie tun.

Hallo,
ok, ich versuche dir sachlich zu antworten.
Zunächst: Was willst du verbessern? Die Qualität des Sinus'? Den Wirkungsgrad?
Die Qualität der Lackierung des Blechgehäuses?
Sinnvoll wäre es wohl, den Wirkungsgrad zu verbessern, falls möglich.
Dazu benötigt man einen ausreichend bemessenen Lastwiderstand, je ein
Wirkleistungsmessgerät für die Eingangs- und Ausgangsseite sowie eine ebenfalls
ausreichend bemessene Spannungsversorgung für den Eingang.
Sind diese Geräte vorhanden? Welchen Wirkungsgrad hat das Teil denn jetzt?

Grüße
Altgeselle

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Zürich (Schweiz),
17.03.2020,
20:15

@ M20001

Inverter Bauteile funktionsweise

Hallo M20001,

» Ja, da war ich auch schon. Da die dort aber offenbar KEINE AHNUNG HABEN was
» Sache ist, habe ich jetzt etwa 20 Meinungen und jeder erzählt was andres.

Da kann etwas nicht stimmen. Ich mache dort, wenn auch aus Zeitgründen, eher selten mit. Oft lese ich einfach nur. Vieles davon hat Hand-und-Fuss, wie man zusagen pflegt.

» Die Kollegen aus der Arbeit sagen "Geht, machen wir eine Wundermaschine
» draus" Einige, man muss schon sagen Deppen bei Microcontroller.net sagen
» "Du Idiot an sowas schraubt man nicht da kann man nix machen" ein Paar
» andre saagen "Das geht nicht viel" die nächsten sagen "Um zu lernen wie man
» das macht braucht man Jahre" und ein Paar wieder andre sagen "Geht nicht
» das Layout stimmt zum aufmotzen nicht" Da ich es aber leid bin ständig 50
» Meinungen am Hals zu haben, habe ich gehofft hier ein Paar zu finden, die
» mehr Ahnung von dem Thema haben, und was dazu sagen können. Aber gut, suche
» ich halt weiter. Irgendwo wird sich schon ein Forum finden, das nicht so
» hochnäsig ist, und wo die Leute vielleicht mal wissen was sie tun.

Warum hast Du es eigentlich nicht versucht, Schaltschemata von diesem Gerät reinzustellen und explizit auf ein Detail hinzuweisen und mitteilen, womit man nicht zufrieden ist, oder ab man da oder dort z.B. ganz selektiv etwas verbessern kann. Das ist jetzt grad ein realistisches Beispiel womit Du im ELKO-Forum positive Erfahrung machen kannst.

Dazu noch ein ganz wichtiger Hinweis. Wenn man ein Posting schreiben will, erscheint automatisch "7 Tipps für Fragesteller". Klicke auf diesen kleinen wichtigen Text vom ELKO-Inhaber Patrick Schnabel. Dieser Inhalt hilft Dir auf dem Weg zum Erfolg, wobei die Betonung auf dem Weg, nach dem modernen philosophischen Grundsatz beruhend, im Fokus steht. Ich wünsche Dir jedenfalls, dass Du Dein Ziel auf diese Art erreichst.

Das ist das was ich Dir empfehle. Probier es einfach mal aus. Es gibt hier im ELKO-Forum einige Leute mit viel schaltungstechnischem Wissen, die gerne unterstützen.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
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Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
http://tinyurl.com/opamp-instrumamp-buch

M20001(R)

17.03.2020,
22:10
(editiert von M20001
am 17.03.2020 um 22:12)


@ Altgeselle

Inverter Bauteile funktionsweise

» Hallo,
» ok, ich versuche dir sachlich zu antworten.
» Zunächst: Was willst du verbessern? Die Qualität des Sinus'? Den
» Wirkungsgrad?
» Die Qualität der Lackierung des Blechgehäuses?
» Sinnvoll wäre es wohl, den Wirkungsgrad zu verbessern, falls möglich.
» Dazu benötigt man einen ausreichend bemessenen Lastwiderstand, je ein
» Wirkleistungsmessgerät für die Eingangs- und Ausgangsseite sowie eine
» ebenfalls
» ausreichend bemessene Spannungsversorgung für den Eingang.
» Sind diese Geräte vorhanden? Welchen Wirkungsgrad hat das Teil denn jetzt?
»
» Grüße
» Altgeselle

Ok, folgendes habe ich: Große Lithium Batterie (24V 60Ah) Ein Zangenamperemter von Extech, ein Multimeter von Extech, müssten also brauchbare Ergebnisse liefern.
Eine ohmsche Last wird sich auch noch wo rauskramen lassen (z.B. eine starke 250W Lampe), nun ist nur noch das Problem, dass ich zwar das Zangenamperemter an die Zuleitung vom Wechselrichter anschließen kann, und mit dem true RMS Multimeter den Ausgangswechselstrom in seiner Stärke messen kann, die Batterie aber ihre Spannung ändert, und ich deren Spannung mangels weiterem Messgerät nicht messen kann, das hat also zur Folge dass mir ein Wert für die Berechnung des Wirkungsgrades fehlt: Die aktuelle Batteriespannung. Ok, werd mal sehen ob ich ein weiteres Multimeter wo auftreiben kann, die Wärmebildkamera aus der Firma mag schön, gut und teuer sein, aber die sagt nur "Wird 70°C heiß an mancher Stelle" damit weiß ich zwar dass ein Haufen Power verbraten wird, aber es bringt beim Messen der aktuellen Effizienz nix. Aktuell wird der Wirkungsgrad mit 85% bei Nennleistung angegeben, aber ich denke da das ein Chinateil ist liegt die eher drunter.

Ich würde den Inverter gerne ein bisschen effizienter und vielleicht ein wenig toleranter gegen Überlast machen, wenn sich dann noch der Überspannungsschtuz um ein Paar
Volt anheben, und der Unterspannungschutz um ein Paar Volt absenken lässt, wäre ich glücklich. Auch wundert mich was an den IGBT Treibern, diese sind SLM2110 Kollegen aus der Firma die Ahnung von sowas haben, die Chinesen aber hassen, bezeichnen diese Chips als Raubkopie und sagen dass die originale Version davon IR2110 heißen müsste. Wenn das wirklich Klone sind, müsste man überlegen ob es sich rentieren würde, die gegen originale zu tauschen. Anbei ein Bilder der fraglichen Chips, daneben ein PIC von dem ich gerne mal wissen würde was er so denkt, aber schon vermute dass die Protectio gesetzt ist, und selbst wenn nicht, ich bin wie ich schon ein Paar mal festgestellt habe eher nicht gut in reverse engineering, oder sollte ich sagen ich kann es gar nicht.

Mikee

18.03.2020,
09:36

@ M20001

Inverter Bauteile funktionsweise

Hallo,

» Eine ohmsche Last wird sich auch noch wo rauskramen lassen (z.B. eine
» starke 250W Lampe)
» mangels weiterem Messgerät nicht messen

Das wäre das Mindeste, was Du brauchst: Lasten von 100W (10% Volllast) bis 1000W (Volllast)

» Wirkungsgrad mit 85% bei
» Nennleistung angegeben, aber ich denke da das ein Chinateil ist liegt die
» eher drunter.

Der Hersteller gibt i.A. den für ihn günstigsten Wert an. Der liegt meistens bei oder
nahe Volllast. Bei 10% Belastung wird der Wirkungsgrad ins bodenlose sinken.


» Ich würde den Inverter gerne ein bisschen effizienter und vielleicht ein
» wenig toleranter gegen Überlast machen, wenn sich dann noch der
» Überspannungsschtuz um ein Paar
» Volt anheben, und der Unterspannungschutz um ein Paar Volt absenken lässt,
» wäre ich glücklich.

Vorausgesetzt das Schaltungsdesign ist nicht kostenoptimiert, dann wirst Du
die Effizienz evtl. durch bessere Bauteile steigern können. Der Austausch der IGBTs wird
dabei eher bei der Nachkommastelle zu finden sein, da wird ein besserer Trafo und eine
bessere Ansteuerung wohl mehr bringen.
Nur: Wo bekommst Du den her? Und mit welchen Parametern ist er besser?

» ich bin wie ich schon ein Paar mal festgestellt habe eher nicht
» gut in reverse engineering, oder sollte ich sagen ich kann es gar nicht.

Wenn Du so ein Schaltnetzteil aus dem Effeff konstruieren kannst und weißt wo
welches Bauteil für welchen Zweck sitzt, wird Dir auch das Reverse-Engineering nicht
schwer fallen. DANN sehe ich eine Chance das Teil zu verbessern, ansonsten nur
zu verschlimmbessern.
Außerdem: Das Geld und die Zeit, die Du hier reinsteckst, dafür hättest Du auch gleich
ein besseren Wandler kaufen können.
Aber mach mal. Jeder muss auf seine Weise dazu lernen.

Mikee

M20001(R)

18.03.2020,
15:40

@ Mikee

Inverter Bauteile funktionsweise

Ich kann einen Rechteckinverter aus dem EFF EFF konstruieren. Das Rerverse Engineering kann ich nicht bezog sich auf die Software vom PIC, die müsste man durch den
Decompiler jagen, und dann anahnd von dem was der rausschmeißt erkennen, was sie tut, wer kann das schon? Wohl nicht viele. Die Schaltung wie das Teil funktioniert habe ich schon verstanden. Auf der einen Seite geht Gleichstrom 24V DC rein, die wird von den MOSFETS zerhackt und immerwieder umgepolt (offenabr über eine Diodenschaltung und je zwei MOSFETs pro trafo). Die Frequenz dafür generiert ein TL494. Weiß nicht auf was der eingestellt ist, aber denke irgendwas im nidrigen kHz Bereich. Diese Wechselspannung geht dann in die Trafos, die machen draus 400V. Die werden dann wieder zu DC konvertiert, und von 4 IGBTs zu Sinus moduliert. Diese IGBTs haben auch die gefälschten Treiber von denen ich geschrieben hab. Diese Treiber werden von einem PIC gesteuert, ziemlich klein nur 3,5kb programmspeicher, dürfte also nicht zu komplex sein das Programm. Daher wollte ich es auch gerne mal reversen, aber das kann ich nicht, Software reverse engineering ist nicht so meins. Die Frage ist wo kann man an so einer Schaltung bessere Bauteile einbauen? Ich hätte mir ja die MOSFETs des Zerhackers mal gepackt, die werden schon ganz schön heiß, da ist aber die Frage ob es da welche mit weniger Dissipation gubt, immerhin spielen da viele Faktoren eine Rolle (RDS On Schaltverluste Schaltgeschwindigkeiten Gate Ladung, die Treiberschltung usw.) Offenabr hat der Inverter keine richtigen Mosfettreiber sondern die bentuzen kleine MOSFETs als Treiber. Nun die Frage, kann man messen wie schnell die Gates aufgeladen werden? Immerhin nutzt das beste MOSFET nichts wenn es "ewig" lange halb durchgeschaltet drinhängt.
Ich weiß dass ich ein besseres Gerät hätte kaufen können wenn man den Aufwand mit einebrechent, aber sowas gibts nicht. Die bessere Alternative wäre ein
Solarinverter gewesen aber der wäre rießig und sicher nicht transportabel. Außerdem gibt die in den Leistungsklassen garnicht, das geht bei 3-4kw los und kostet 1000-2000€.

M20001(R)

18.03.2020,
22:56

@ schaerer

Inverter Bauteile funktionsweise

Werd ich versuchen danke, hab übrigens mal die Verlsutleistung grob gemessen, liegt bei einer Belastung mit 300W bei etwa 70W.
Dh das Gerät verbrät 70W nur als Wärme oh oh, ich hoffe jetzt mal dass ich da zu blöd zum Messen war, sonst dürfte das eine ziemlich gute
Einsteigerheizung sein. Weiß hier jemand wo in einer solchen Schaltung erfahrungsgemäß am meisten Energie verloren geht? Ich hab gemerkt
dass die MOSFETs vom Zerhacker ziemlich heiß werden, aber die kann man nicht einfach gegen "bessere" tauschen, oder?

Wolfgang Horejsi(R)

19.03.2020,
09:03

@ M20001

Inverter Bauteile funktionsweise

» Ich hab gemerkt
» dass die MOSFETs vom Zerhacker ziemlich heiß werden, aber die kann man
» nicht einfach gegen "bessere" tauschen, oder?

Der Hersteller der Mosfets kann problemlos einen niedrigeren RDSON erreichen, indem er die Halbleiterschicht dünner macht. Leider wird dann die Spannungsfestigkeit geringer, so dass das hier nicht funktioniert. Er kann allerdings die Chipfläche vergrößern. Nur erhöht sich damit auch die Kapazität, was wiederum eine höhere Ansteuerleistung erfordert. Auch eine höhere Schalt-Frequenz würde die Ansteuerleistung erhöhen. Was ist der "bessere" Mosfet?

Es ist also nicht Dummheit oder Spinnerei, wenn geraten wird, die Finger davon zu lassen.

M20001(R)

19.03.2020,
12:12

@ Wolfgang Horejsi

Inverter Bauteile funktionsweise

Aktuell sind IOR 3710 verbaut, ich will die hier verbauen: https://de.rs-online.com/web/p/mosfet/1811911/
deren Gate Kapazität ist soweit ich gesehen hab sogar noch nidriger als die der originalen :confused:
Warum auch immer. Ich weiß dass mir die meisten raten die Finger davon zu lassen, aber so lernt man nichts:yes:

Wolfgang Horejsi(R)

19.03.2020,
17:01

@ M20001

Inverter Bauteile funktionsweise

» Aktuell sind IOR 3710 verbaut, ich will die hier verbauen:
» https://de.rs-online.com/web/p/mosfet/1811911/
» deren Gate Kapazität ist soweit ich gesehen hab sogar noch nidriger als die
» der originalen :confused:
» Warum auch immer. Ich weiß dass mir die meisten raten die Finger davon zu
» lassen, aber so lernt man nichts:yes:

Versuch es halt und berichte, was das Ergebnis war.

M20001(R)

19.03.2020,
23:57

@ Wolfgang Horejsi

Inverter Bauteile funktionsweise

Also kurzum keiner weiß was passieren wird, obs damit besser oder schlechter funktioniert, also hilft nur probieren. Ich trau immernoch der Treiberschaltung nicht über den
Weg, die besten MOSFETs nutzen nix wenn sie ewig lang zum Laden brauchen weil die Treiberschaltung den Saft nicht herbekommt. Kann man irgednwie messen wie lange es
dauert bis die Gates voll geladen sind? Und gibt es leistungsstarke Treiber als 3 Bein SMD?

simi7(R)

D Südbrandenburg,
20.03.2020,
23:32
(editiert von simi7
am 20.03.2020 um 23:33)


@ M20001

Inverter Bauteile funktionsweise

» Kann man irgednwie
» messen wie lange es
» dauert bis die Gates voll geladen sind?
Mit Oszi, hast du keinen?

» Und gibt es leistungsstarke Treiber
» als 3 Bein SMD?
Wie soll das gehen? 4 möchten's schon sein. Der Strom soll ja ins Gate rein und auch wieder raus.

Zeig doch mal, wie die jetzige Treiberschaltung aussieht.

Hartwig(R)

21.03.2020,
11:25

@ simi7

Inverter Bauteile funktionsweise

» » Kann man irgednwie
» » messen wie lange es
» » dauert bis die Gates voll geladen sind?
» Mit Oszi, hast du keinen?
»
» » Und gibt es leistungsstarke Treiber
» » als 3 Bein SMD?
» Wie soll das gehen? 4 möchten's schon sein. Der Strom soll ja ins Gate rein
» und auch wieder raus.
»
» Zeig doch mal, wie die jetzige Treiberschaltung aussieht.

Das wäre optimalerweise schon Teil der Fragestellung gewesen. Der als "besser" gewählte MOSFET hat - wenn ich das richtig gesehen habe - eine signifikant längere Schaltzeit (turn-on 12ns beim 3710 vs 42 ns beim Ersatz). Ob das nun eine Rolle spielt? Ob die etwa 7-fache Steilheit des Ersatztyps einen Unterschied macht? Frequenz und Schaltung sind ja unbekannt, da lässt sich wenig sagen. Allerdings wurde als MOSFET-Typ der IOR 3710 genannt, da konnte ich nix finden, daher bin ich dann mal vom IRF3710 ausgegangen....
Und zum 2110 als IGBT- Treiber: Da wäre mal die Durchsicht des Datenblattes und verfügbarer Applikationsschriften mit Dimensionierungshinweisen sinnvoll. Im Infineon-Datenblatt zum IR2110 gibt es eine Sektion mit "Recommended Operating Conditions", da würde ich zunächst mal die Betriebsbedingungen der eingebauten 2110 überprüfen. Und sollten Ansteuerung und IGBT Teil einer Regelschleife sein, muss man das u.U. bei der Interpretation der Messwerte berücksichtigen.