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Analyse
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Ich habe mir einen Wechselrichter der Firma FraRon electronic 12V zu 230V mit 150W Dauerleistung fürs Auto
gekauft und war mal daran interessiert, was man so für den kleinen Preis so bekommt....
Stand: 27.05.2008
Erster Eindruck: Sauber und solide verarbeitet, keine Grate am Alu-Ghäse, 12V-Kabel mit Zugentlastung, solide wirkender Stecker
für den Zigarettenanzünder. Anleitung und Ersatzsicherung sind auch dabei. Prima.
Der gute Eindruck bleibt auch beim Öffnen des Gehäuses bestehen: Leiterplatte ist Epoxy/Glasfaser, Leistungshalbleiter schön mit
dem Gehäuse verschraubt, Hochspannungsseite gut isoliert - und wie es aussieht auch galvanisch vom 12V-Netz getrennt.
Außenansicht: kompakt, gut Verarbeitet
Innenansicht des Wechselrichters
Nach der oberflächlichen Analyse gehen wir mal in die Tiefe:
Blockschaltbild
Zur Funktionsweise:
Die 12V werden etwas gefiltert (Ringkerne auf den Zuleitungen), gesiebt (1000µF) und dann mit xxkHz in einer Gegentakt-Stufe zerhackt, so dass sie mit einem kleinen Übertrager
in ca. 360V AC hochtransformiert werden können. Ich vermute, dass der Takt der Zerhackerstufe vom Microcontroller EM78P458 (Hersteller: ELAN, Taiwan) erzeugt wird,
so dass Soft-Anlauf und ggfs. Nachregelung vom µC übernommen werden. Die 12V der Eingangsseite
versorgen über einen 7805 auch den Controller mit Betriebsspannung.
Auf der Hochspannungsseite werden die 360V AC dann mit einer Greatz-Brücke aus
schnellen Dioden wieder gleichgerichtet und mit 47µF gesiebt. Die Spannung an dieser Stelle wird über einen Optokoppler analog an den µC übertragen ("Feedback")
und gemessen, so dass einige Schutzfunktionen
realisiert werden können. Anschliessend werden die 360V DC von einer MOSFET-H-Brücke, die über Optokopper ("Control") wieder vom µC gesteuert
wird in einen "modifizierten Sinus" zerstückelt.
Naja... also Sinus... da dreht sich die Kreisfunktion im Grab rum. Trapez ist da
wohl eher das Wort der Wahl, wie man auf dem Oszillogramm ganz gut sieht. (Achtung bei den Spannungswerten, ich hatte einen 10:1 Spannungsteiler
vor den Tastkopf geschaltet). Die Ausgangsspannung wird wieder über Ringkerne auf den Leitungen zur Schuko-Steckdose etwas gefiltert, so dass
die Anstiegszeit rund 28µs beträgt. Die Spannungen für die Ansteuerung der MOSFET-Gates werden auf der Hochspannungsseite über
eine Zener-Diode erzeugt.
Oszillogramm der Ausgangsspannung unbelastet mit 10:1 Vorteiler
Die Amplitude der Trapezspannung beträgt die vollen 360V, RMS ergibt das laut Scope immernoch 260V...
Für ohmsche Lasten und Schaltnetzteile mag so eine Trapez-Ansteuerung in Ordnung sein, aber für induktive Lasten wie z.B.
alte Steckernetzteile wird das nicht so gut sein. Da fragt man sich schon, warum mit dem µC nicht zumindest
eine grobe sinusbewertete PWM abgebildet wird. Okay, Schaltverluste in den Mosfets, Performance des µC, Leistung der
MOSFET-Gatetreiber... vielleicht bietet sich hier das Potential, den Inverter noch etwas zu "pimpen", da der µC netterweise
sogar gesockelt ist und man auch das Datenblatt des EM78P458 im Netz findet.
Der EM78P458 basiert auf dem PIC-Design von Microchip, so dass man im Microchip-Sortiment ein etwa passendes Derivat finden sollte.
Naja, wenn man mit 16kHz sinusbewertet PWM betreiben will braucht man da natuerlich etwas Performance, aber da wird sich was finden...
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Sonstiges
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Betreibt man etwas Internet-Recherche nach dem Schriftzug "AKOWA" auf dem Bordnetz-Stecker, stösst man auf den Taiwanesischen Hersteller AKOWA,
der das Modell A301M-150W herstellt. Sieht genau wie der FraRon-Inverter aus und teilt
sich mit dem Albrecht Inverter A301-150W sogar die Typenbezeichnung und die technische Daten. Naja, für den Preis kann man wohl kaum noch Made in Germany erwarten.
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