Projekt: Sinuswechselrichter [12V --> 230V]

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Hallo alle zusammen,

ich habe die letzten 3 Monate einen Sinus - Wechselrichter entworfen, und gebaut, welchen ich euch hier vorstellen möchte.
Bilder gibts weiter unten als Link

Das Grundprinzip des Wechselrichters schaut wie folgt aus:

Die 12V DC werden mittels H - Brücke zu einem 32KHz PWM Signal (positiv, pause, negativ, pause) zerkackt, welches dem HF – Trafo, einem ETD49 Kern von EPCOS, zugeführt wird. Auf der Sekundärseite des Trafos wird die Spannung mittels schnellen Dioden gleichgerichtet, und durch eine Induktivität und einen Kondensator geglättet (geregelter Gegentaktwandler). Durch die PWM wird auf eine Gleichspannung von 330V regelt, welche vom Controller über einen Spannungsteiler gemessen wird.
Diese Gleichspannung zerhacke ich mittels Hochvolt MOSFET H - Brücke mit ebenfalls 32KHz, und moduliere mittels PWM, welche eine Sinustabelle durchfährt, einen 50Hz Sinus, wobei nach jeder Halbwelle umgepolt wird. Dieses zerhackte Signal wird mittels LC Filter, welches wie ein Abwärtswandler fungiert, geglättet.

Gesteuert wird das ganze von einem Mega8, welcher auch diverse Ströme und Spannungen misst, und den jeweilige Wirkungsgrad berechnet. Die am Stromshunt abfallende Spannung verstärke ich mittels Standart OPV, welcher seine negative Spannung über eine einfach aufgebaute Ladungspumpe (Toggelnder Controller Pin, 2 Kondensatoren sowie 2 Dioden), bezieht.
Als Treiber der Hochstrom H – Brücke, sowie der Hochvolt H – Brücke, verwende ich jeweils 2 Halbbrückentreiber von IR, welche nach dem Bootstrapping Prinzip zwei N – Kanal MOSFETs ansteuern.

Getestet habe ich den Wechselrichter im Dauerbetrieb mit erfolg bis 100W, da mein Labornetzgerät keine höheren Ströme liefern kann, ausgelegt habe ich das ganze allerdings, speziell den HF Trafo, für ca. 250W.

Jedoch habe ich, so scheint, EMV Probleme, da der Controller, nach einschalten der Hochvolt H - Brücke, gelegentlich falsche Zeichen an der UART ausgibt. Wenn ich jedoch nur an der 330V Gleichspannung einen Verbraucher anlege, treten keine Probleme auf.
Den Wechselrichter habe ich zz. als Prototyp auf einer Lochrasterplatine aufgelötet, was auch sicher nicht dem EMV Problem entgegenwirkt. Auf bedachte Masseverbindungen und überlegtes verlegen der Hochvolt und Hochstrom Leitungen, sowie auf sorgfältige Stützung der Logik Versorgung (100nF), habe ich besonders geachtet. Auch der Reset Pin des Controllers ist richtig beschalten, und das Quarzgehäuse auf Masse gelegt.
Hat vielleicht jemand einen Rat, wie ich dieses Problem lösen kann? (evtl. Schirmplatten auf der Leiterplattenoberseite aufstellen, um den Hochvoltteil vom Logikteil zu schirmen?)

Wie man sieht, habe ich die Ausgangsspannung bzw. die Zwischenkreisspannung mit einem selbstgebauten 1:100 Tastkopf und einem "Gamboy Oszilloskop" gemessen, da ich so kein teures Messgerät zerstören kann, und die Bandbreite für diese Messung allemal ausreicht.

Hier ein paar Bilder der Lochrasteraufbaus:

Bauteilseite des Wechselrichters

Bauteilseite des Wechselrichters (oben)

Lötseite des Wechselrichters

Messaufbau ausgeschaltet

Messaufbau eingeschalltet

Oszilloskopbild

Schaltplan

Bin schon gespannt, auf eure Antworten, bzw. kann mir vieleicht der eine oder andere weiterhelfen

Danke im Voraus.

mfg
Roland

[squelver]

Sieht alles ganz toll aus, funktionieren wird das sicher auch ganz gut \/

Wo wendest du das an?

Gruß Andreas

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Hallo,

ja, es funktioniert soweit recht gut, bis auf die EMV Problematik.

Naja, eigentlich verwenden ich den Wechselrichter nirgends, dass ist mehr oder weniger nur so ein "just for fun" Projekt, da ich schon immer an der Umsetzung von 12V auf Netzspannung interessiert war, ich mich jedoch mit der Rechteck oder Trapezförmigen Netzspannungsgenerierung nicht anfreunden konnte.

mfg

[masabuana]

wieviel hast du dafür investiert? natürlich reine materialkosten mein ich! und hast du sowas wie einen schaltplan?


MfG
Sascha

[ManuelB]

Die 12V DC werden mittels H - Brücke zu einem 32KHz PWM Signal (positiv, pause, negativ, pause) zerkackt, welches dem HF – Trafo, einem

Eine Spannung zerkacken ist mal was neues

MfG
Manu

Und natürlich schönes Ding sowas fertigzustellen

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Hallo,

naja, ich hab die Ausgaben leider nicht genau mitgerechnet, aber so grob zusammengerechnet, dürfen sich die Kosten im Bereich von 100€ bis 150€ bewegen. Weitaus mehr, als ich im Voraus ausgeben wollte, aber wenn man schon einen Großteil aufgebaut hat, investiert man eben gleich mal die nächsten 20€...

Naja, also einen Schaltplan in digitaler Form habe ich leider nicht, da ich mir die Schaltung Stückweise "ausgedacht" habe, und diese Teile auf diversen Blättern geizeichnet habe. Außerdem habe ich, wenn ein Teil nicht so funktioniert hat, wie erwünscht, die Schaltung direkt auf dem Lochraster, ohne Schaltplan, geändert.
Ich möchte aber die Komplette Schaltung, wie sie jetzt auf dem Lochraster aufgelötet ist, mit einem CAD Programm zeichen.

Mfg

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Danke

Tja, ich und meine Rechtschreibung, oder besser gesagt, die Korrekturvorschläge von Word...

[corone]

wow, wirklich schöne sache!
an einem schaltplan wäre ich auch mal interessiert... und natürlich der software, falls du diese herausgeben möchtest. *schon wieder wirre phantasien von eigenbau-stromversorgungen mit allerlei unkonventionellen spannungsquellen hat*

[raoul4]

Ganz interessant wäre noch der Wirkungsgrad. Oder habe ich den überlesen?

[Andun]

Hi

Sehr nettes Projekt! Respekt. Vor allem sieht die Lötseite auch bei sehr vielen Bauteilen ganz gut aus. Ich schaff da mit weniger Teilen mehr Unordnung.

Weil meine interessanten Fragen zum Projekt schon gestellt wurden, frag ich mal zu deinem tollen Osziloskop: Ich hab schon Seiten gelesen, wo der GameBoy missbraucht wurde, als Serielles-Protokoll-Ausgabe-Gerät. Aber als Oszilloskop hab ichs noch nicht gesehen. Wo hast du das her? Hast du nen Link? Wäre toll. Danke.

(Hoffentlich bleibt der Thread aber sonst bitte beim eigentlich Projekt und weicht nicht so vom Thema ab )

mfg

Andun