Google

Berichten met label omvormer kwaliteit

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

Uitgangsspanning op omvormer meten

Multimeter

Multimeter

Een 12 of 24 naar 230 volt omvormer zorgt ervoor dat u 230 volt apparatuur overal kunt gebruiken: de omvormer zet de gelijkspanning uit de accu om naar een hogere wisselspanning.

Er zijn globaal twee soorten omvormers: de eenvoudigere, gemodificeerde sinus, omvormers. En de complexere (duurdere) zuivere sinus omvormers. Ik schreef er al eens eerder over.

Stel u heeft een omvormer en u wilt meten welke wisselspanning eruit komt. U neemt hiervoor een multimeter, stelt deze in op wisselspanning meten en zet het meetbereik op zeg 500-1000 volt. Heeft u een zuivere sinus omvormer, dan gaat dit over het algemeen goed: u meet een wisselspanning van om nabij 220-230 volt.

Heeft u een gemodificeerde sinus omvormer, dan heeft u misschien minder geluk. U meet misschien een waarde van 180 volt, maar 260 volt is zelfs ook mogelijk. Hoe kan dat, levert dat heen gevaar op voor Lees verder »

, , , , , , ,

Nog geen reacties

Omvormer trekt accu leeg?

Als u een omvormer op een accu aansluit en aanzet, zal de accu altijd extra energie verliezen. Dit geldt ook als u geen 220 volt apparatuur op de omvormer hebt aangesloten. De hoeveelheid energieverlies wordt bepaald door de capaciteit en de kwaliteit van de omvormer: hoe groter de omvormer des te meer electronica er nodig is die een kleine verliesstroom trekt. Gelukkig worden omvormers steeds beter ontworpen en komen er steeds efficiëntere componenten. Maar treft u een slecht ontworpen omvormer met slechte componenten, dan kan het verlies aardig oplopen en is uw accu sneller dan voorzien leeg.

Voorbeeld van een zware omvormer met een relatief laag verlies is de Samlex 2000 watt zuivere sinus omvormer. Deze omvormer heeft een standby stroom van 1,6 ampère. Dit is 1,6 maal 12 = 19,2 watt. Als u deze omvormer niet uitschakelt dan is de verliesstroom na een dag 24*1,6 = 38 ampère-uur. Dit moet dus niet te lang duren, een 200Ah accu is zo na 6 dagen leeg. En dan hebben we hier nog te maken met een goed ontworpen omvormer…

Hoe zorgt u er nu voor dat uw accu zo min mogelijk wordt ontladen door uw omvormer? Zet de omvormer uit als u hem niet nodig heeft. Dit kan op een aantal manieren. In volgorde van best naar slechtst:

  1. Neem een massaschakelaar op in uw accukabel tussen accu en omvormer. Deze blokkeert alle stroom. De accu heeft alleen nog te maken met zelfontlading.
  2. Gebruik de aan/uit schakelaar op de omvormer zelf
  3. Sommige omvormers kunnen worden uitgerust met een afstandsbediening. Dit is de minst afdoende methode. De omvormer gebruikt namelijk energie in deze waakstand. Weliswaar minder dan de standby stroom, maar toch…

 

, , , , , , ,

Nog geen reacties

Meerdere omvormers op een accu?

Als u dit weblog regelmatig volgt zult u inmiddels weten dat ik de wereld van (autonome, dus accugevoede) omvormers meestal indeel in de types ‘zuivere sinus’ en ‘gemodificeerde sinus’. Het eerste type is, mits goed ontworpen en gebouwd uiteraard, in alle opzichten superieur aan het tweede (daar schreef ik al eerder wat over). Een zuivere sinus kan eigenlijk alle belastingen/apparatuur aan (mits het vermogen passend is, uiteraard), is vaak compacter en hanteerbaarder maar helaas is de prijs daar ook naar. Een zuivere sinus omvormer kost tenminste drie tot viermaal zoveel als een eenvoudigere omvormer.

Nu gebiedt de eerlijkheid mij te zeggen dat gemodificeerde sinus omvormers gemiddeld genomen steeds beter worden. Laatst sprak ik een pionier in dit vak die mij vertelde dat de omvormers in de jaren tachtig meestal pure blokgolf-generatoren waren. De types waarmee hij in aanraking was gekomen waren zelfs alleen ontworpen om gloeilampen te doen branden, omdat de Chinese boeren in die tijd geen aansluiting op het elektriciteitsnet hadden. En de betreffende fabrikant begreep maar niet waarom de omvormers die hij in Europa verkocht zo vaak defect gingen. Wist hij veel dat wij er meteenalles op wilden laten lopen…

We zijn dus al heel ver met de huidige techniek.

Feit is en blijft echter dat bepaalde apparatuur niet start, half start of slecht werkt. Voorbeelden: Lees verder »

, , , , , ,

Nog geen reacties

Andere eisen aan een omvormer

Ik realiseer mij dat in dit blog meestal wordt gesproken over de verschillende soorten apparatuur die met verschillende soorten omvormers kunnen worden aangestuurd (gemodificeerde of zuivere sinus omvormers). Maar er zijn nog wat andere criteria die moeten worden bekeken voordat een omvormer wordt aangeschaft. Ik kom tot dit lijstje:

  • Veiligheid
    -Is de omvormer veilig als u hem gebruikt, zijn er onderdelen die onder hoogspanning staan en voor u of anderen (uw kinderen, collegas) eenvoudig bereikbaar zijn?
    – Is het stopcontact afgesloten met veiligheidsklepjes die hun werk doen als er geen stekker in zit?
    – Hoe zit het met aantoonbare goedkeuringen, te beginnen met CE (eigenlijk het minstzeggende onderdeel omdat fabrikanten dit te pas en onpas op hun producten kunnen zetten en in feite alleen een ‘eigenverklaring’ is), e-markering (geschikt voor mobiel gebruik) en EMC-eisen (Electro-Magnetische Compatibiliteit) die aangeven in hoeverre de apparatuur inwerkt op andere apparatuur of gevoelig is)? Een leverancier van omvormers moet deze informatie kunnen overleggen, eventueel een kopie van de certificering inclusief handtekening van het keuringsinstituut. Apparatuur die u koopt buiten Europa bezit zelden of nooit de voor Nederland vereiste keurmerken en ik raad u aan hier geen enkel risico mee te lopen. Niet omdat u een boete kunt krijgen (dat is overkomelijk) maar omdat de gevolgen van blootliggende hoogspanning (stroom) gevaarlijk of zelfs fataal kunnen zijn.
    – Ook de beveiligingen op de omvormer zijn een indicatie voor goede zorg voor veiligheid door de fabrikant. Tenminste aanwezig moeten zijn: alarm of afschakeling bij bovenspanning, onderspanning, oververhitting (als de ventilator het niet meer doet), kortsluiting (meestal met behulp van eenvoudig vervangbare zekeringen in de omvormer), overbelasting
  • Mechanische kwaliteit
    – Kijk goed of informeer goed naar de degelijkheid waarmee de omvormer in elkaar is gezet.
    – Zijn er rammelende onderdelen of zelfs losse schroefjes te horen? Lees verder »

, , , , , ,

1 reactie

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

Over Chinese omvormers en kwaliteit

“chinese troep moet ik niet, ik wil geen omvormer uit Taiwan”

Kijk eens rond in uw eigen huis, uw jaszak. En kijk eens heel goed op het land van herkomst van uw apparatuur. Nee, ik bedoel niet het Apple achtige ‘designed in California’. Nee, ik bedoel de ‘made in…’ aanduiding.

Designed by Apple in California

Het zou mij verwonderen als minder dan 9 van de 10 apparaten gefabriceerd zijn in Azië, Hongarije of een ander Oosteuropees land. Ja, ook uw Senseo, iPhone en strijkbout komen daar vandaan. Doen ze het goed? Meestal wel. Is dus Chinees fabrikaat slecht? Tja, eehhh… “maar een omvormer uit China moet ik toch niet”, hoor ik vaak. Bij navraag blijkt dat men zojuist een slechte ervaring heeft gehad met een electronisch apparaat dat men direct in China heeft aangeschaft. En daarom heerst opeens wantrouwen. Er zijn inmiddels een aantal websites waarbij je direct in Hong Kong kunt bestellen. Er zijn ook Nederlandse firma’s die op deze wijze direct spullen inkopen en doorsluizen. En daar word steeds meer gebruik van gemaakt.
Begrijp me goed, ik realiseer mij Lees verder »

, , , , ,

Nog geen reacties