Google

Berichten met label omvormer 12v

Back to basics: hoe werkt een 12 naar 230 volt omvormer echt?

Op deze site staan heel veel artikelen die de omvormer beschouwen als ‘black box’: hij krijgt een gelijkspanning van een accu en maakt daar een 230 volt wisselspanning van. Omdat ik op dit moment weer graag mijn elektronicakennis aan het bijspijkeren ben (en dan bedoel ik elektronica op circuit niveau), ben ik eens in de werking van een heel simpele omvormer gedoken. Mocht u geen elektronicakennis hebben, schrik niet. Ik zal proberen de uitleg zo eenvoudig mogelijk te houden.

Basiswerking

Om van gelijkspanning een wisselspanning te maken moeten we allereerst de gelijkspanning in mootjes hakken. Hierdoor ontstaat een spanningsvorm die lijkt op een wisselspanning. Vervolgens moeten we deze lage wisselspanning groter maken tot 230 volt. En dat is het eigenlijk!

In circuit

Hier is het schema van ons heel eenvoudige omvormertje:

Basis 12 naar 230 volt omvormer schema

(met dank aan http://www.electroschematics.com/9155/12v-to-220v-voltage-inverter/)

Wat zien we nu in dit schema? We lezen van links naar rechts. Het blokje 4047 is een zogenaamde multivibrator. Deze krijgt een 12 volt voedings(gelijk)spanning van onze accu. Dit 4047 IC (‘chip’) kan met de aangesloten potmeter (VR) en de condensator links zo worden ingesteld er een 50 hertz (hertz = aantal wisselingen per seconde) kloktrein op de uitgangen 10 en 11 ontstaat. De wisselspanningen op 10 en 11 zijn tegengesteld aan elkaar. Dus als 10 ‘hoog’ is, is 11 ‘laag’ en vice versa.

Pulstrein

Deze pulstrein wordt gebruikt om een krachtige stroom te krijgen door de transformator, die u rechts getekend ziet. Het 4047 circuit kan slechts zeer beperkt stroom leveren. om van een kleine stroom een grote stroom te maken gebruiken we transistoren. De pulstreinen komen op de ‘gate’ (G) van de respectievelijke transistoren terecht. Als er een spanning komt op de gate dan gaat de transistor geleiden. Simpel gezegd wordt het pad tussen de ‘source’ (S) en de ‘drain’ (D) een vrije baan voor stroom. Omdat onze 12 volt accu over deze S en D is aangesloten, gaat zodra er een positieve puls binnenkomt, een grotere stroom lopen door de transistoren. Omdat onze pulstreinen tegengesteld zijn aan elkaar, gaan de transistoren om en om geleiden. De ene maakt de ‘bovenste’ (positieve) helft van de wisselspanning, de onderste de negatieve helft.

Dan iets over de transformator. Een transformator zorgt dat een wisselspanning wordt omgezet in een wisselspanning die kleiner of groter is. we nemen voor ons doel een transformator die van een lage wisselspanning een hogere maakt. Het bijzondere aan onze transformator is dat deze beschikt over twee zogenaamde primaire wikkelingen. De ene wikkeling is aangesloten op de ene transistoruitgang, de andere op de andere transistor. Door zogenaamde inductie gaat er aan de secundaire zijde van onze transformator een stroom lopen als een transistor in geleiding gaat. Omdat de stromen tegengesteld en beurtelings door de primaire wikkelingen lopen, ontstaat er effectief een wisselspanning aan de uitgang van onze inverter die wisselend plus en min is, in een ritme van 50 hertz.

We hebben nu een erg eenvoudige omvormer gemaakt die een blokvormige wisselspanning maakt. Dit werkt prima voor eenvoudige belastingen zoals gloeilampen. Voor lastigere belastingen is een andere ontwerp omvormer nodig. Zogenaamde gemodificeerde sinus omvormers maken een iets elegantere vorm:

Mobilenergy HQ 300 gemodificeerde sinus golfvorm-2

Dit is een soort getrapte spanningsvorm, maar nog steeds geen sinus zoals deze:

Mobilenergy HQ 350 zuivere sinus golfvorm

Om dit te maken moet je meer uit de kast trekken. Tipje van de sluier: de sinusvorm kan worden benaderd door de transistoren niet te voeden met gelijkmatige pulstreinen, maar met zogenaamde PWM treinen (Pulse-Width Modulation). De transformator filtert deze trein om tot een sinus.

bBNPA

Verder is onze eenvoudige omvormer ook niet voorzien van essentiële zaken zoals:

  • Oververhitting
  • Onder- en bovenspanningsbeveiliging
  • stroombegrenzing/alarmering
  • etcetc.

Om dit te doen moet je heel wat meer uit de kast trekken. Maar in basis werkt het zoals hierboven beschreven.

 

, , , , ,

Nog geen reacties

Omvormers: zo zien we ze niet meer

Mijn schoonouders hebben een nieuwe camper gekocht. Althans, nieuw voor hun.

Onder de bank stond een verdacht en zwaar apparaatje. “Dit is wel iets voor jou Sander, een oude omvormer!”. Mijn hart ging sneller kloppen..

10 kg schoon aan de haak

10 kg schoon aan de haak

Ja u leest het goed in het onderschrift… het ding weegt zeker 10 kg, en dat bij en relatief bescheiden afmeting. Lees verder »

, , ,

Nog geen reacties

Pas op met omvormer op auto-massa

Om een omvormer in een voertuig te bouwen, moet hij op de boordaccu worden aangesloten. Dat gaat met een plus (rood) en min (zwart) kabel. Er zijn twee verbindingen nodig, zodat de stroom kan vloeien van de accu naar de omvormer en weer terug. Anders is er geen stroom.

12 naar 230 volt omvormer aansluiten op accu

omvormer met TWEE kabels

Om inbouwtijd en -kosten te besparen wordt er wel eens gekozen voor het aansluiten van de min op de massa (chassis) van het voertuig. Pas hiermee op. Niet zozeer omdat het gevaarlijk is, want het wordt veel gedaan bij lagere stromen, maar het kan problemen veroorzaken.

Een redelijke omvormer trekt namelijk veel stroom uit een accu. Bij 1200 watt loopt er 100 ampère. Wordt het chassis van de auto gebruikt als min’draad’ dan kan deze grote stroom niet altijd goed terugvloeien naar de accu. Met als gevolg dat de omvormer niet (goed) werkt. Het chassis heeft niet dezelfde karakteristieken van een goede kabel (onregelmatigheden, relatief plat en dun waardoor mogelijk hogere weerstand en interferentie met andere apparatuur).

Bij 24 volt installaties (vrachtwagens) gaat het trouwens sneller goed omdat de stroom dan de helft is t.o.v. 12 volt installaties. Lees hier meer over stroomberekening bij accu installaties.

Onlangs meldde een klant van ons zich met dit probleem. Zijn Senseo apparaat trok zoveel stroom uit de omvormer dat de omvormer iedere seconde uit schakelde en weer aan. Uiteindelijk kon dit worden opgelost door toch een mindraad (35 mm kwadraat) te trekken.

Let op, 5% kortingscode op alle (omvormer)apparatuur bij webshop Mobilenergy is nog steeds geldig: 5KS76

, , , , , , ,

Nog geen reacties

Blokgolven uit omvormers: gestoord

Een zogenaamde zuivere sinus omvormer produceert een wisselspanning die ‘eruit ziet’ als een wiskundige sinusgolf. Nou ja, eruit ziet, pas als je gaat meten over het stopcontact uit de omvormer met een meetapparaat genaamd oscilloscoop dan zie je ongeveer dit:

Zuivere sinus omvormer golfvorm

(bron: Mobilenergy.nl)

Goedkopere omvormers hebben mooie namen zoals gemodificeerde sinus (Eng: modified sine wave). Het betreft een categorie  omvormers die een wisselspanning produceert die er anders uitziet dan een zuivere sinus.

Lees verder »

, , , , , ,

1 reactie

De kwaliteit van omvormer wisselspanning

Een omvormer maakt van een lage gelijkspanning een hoge wisselspanning. De verhouding is ongeveer 1 op 20 (12 volt naar 230 volt). Maar het ligt nog iets ingewikkelder. Om dit uit te leggen gaan we eerst eens kijken naar hoe zo’n wisselspanning eruit ziet.

Wisselspanning en relatie tot gelijkspanning en effectieve waarde

Omvormer input (gelijkspanning) versus output (wisselspanning)

Zo’n slingerend patroon noemen we een zogenaamde sinus. Misschien herkent u het nog van wiskunde. Daar had je ook de cosinus, tangens. Affijn ik stop maar want ik ken de herinneringen die u heeft aan school niet.

Een aantal zaken vallen op:
Lees verder »

, , , , ,

1 reactie