Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Trapezspannung und Philipps Senseo


von Tom (Gast)


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Ich habe mich heute erstmalig mit Wechselrichtern (theoretisch) 
beschäftigt, da ich günstig einen 1,5KW-Wechselrichter bekommen werde. 
Mein Wechselrichter wird, nach Herstellerangaben einen "modifzierten 
Sinus", produzieren, also wahrscheinlich eine Trapezspannung,anstatt 
eines Sinus.
Bei der Suche nach den praktischen Unterschieden bin dann sehr schnell 
darauf gestossen, dass eine Senseo-Kaffeemaschine mit dem modifizierten 
Sinus nicht arbeitet, sondern einen "richtigen" Sinus benötigt.

Mir ist jetzt allerdings noch nicht ganz klar, woran das liegt. Was 
funktioniert innerhalb der Maschine damit nicht und warum ? Ich vermute, 
der Grund liegt an dem nicht "eindeutigen" Nulldurchgang der Spannung... 
aber was genau ist das Problem der Maschine damit ?

Vielleicht kann mir jemand auf die Sprünge helfen.

von Thomas R. (Gast)


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Vermutlich wird die Betriebsspannung für den Senseo-Prozessor mit einem 
Kondensatornetzteil gewonnen.
Das ist dann für 50 Hz dimensioniert.
Die Trapezspannung enthält aber Oberwellen, die zu einer viel zu hohen 
Prozessor-Versorgungsspannung führen können.
Ich würde es nicht probieren.

von T.M .. (max)


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Das ist ein Kondensatornetzteil und zwar aller billigster! Bauart.

von hinz (Gast)


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Tom schrieb:
> Ich habe mich heute erstmalig mit Wechselrichtern (theoretisch)
> beschäftigt, da ich günstig einen 1,5KW-Wechselrichter bekommen werde.
> Mein Wechselrichter wird, nach Herstellerangaben einen "modifzierten
> Sinus", produzieren, also wahrscheinlich eine Trapezspannung,anstatt
> eines Sinus.

Noch viel schlimmer: Rechteck mit Lücken, 5ms +325V, 5ms 0V, 5ms -325V, 
5ms 0V, usw...


> Bei der Suche nach den praktischen Unterschieden bin dann sehr schnell
> darauf gestossen, dass eine Senseo-Kaffeemaschine mit dem modifizierten
> Sinus nicht arbeitet, sondern einen "richtigen" Sinus benötigt.
>
> Mir ist jetzt allerdings noch nicht ganz klar, woran das liegt.

Durch das Kondensatornetzteil fließt dann etwa der vierfache Blindstrom. 
Könnte man natürlich dafür auslegen, wird aber nicht gemacht.

von Tom (Gast)


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Herzlichen Dank für Eure Hinweise. Nachdem ich mich nun auch mit der 
Funktionsweise eines Kondensatornetzteils beschäftigt hab, ist mir das 
endlich klar.

von Tom (Gast)


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hinz schrieb:
> Noch viel schlimmer: Rechteck mit Lücken, 5ms +325V, 5ms 0V, 5ms -325V,
>
> 5ms 0V, usw...

@hinz: Ich habe meinen Wechselrichter jetzt bekommen und mir die 
tatsächliche Signalform mal angeschaut... (siehe Bild)... also genau wie 
Du beschrieben hast...

Ich werde es also lieber erst gar nicht versuchen, meine Kaffeemaschine 
damit zu nutzen ;-)

Kann mir noch einer einen Tipp geben, wie ich diese Signalform in 
LTSpice simulieren kann ? Geht das mit einer Voltage-Source oder muss 
ich da ggf. zwei überlagern ? Ich bin leider in LTSpice noch nicht so 
bewandet, aber ich würde da gerne noch ein bischen "spielen".

von Tom (Gast)


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Tom schrieb:
> Kann mir noch einer einen Tipp geben, wie ich diese Signalform in
>
> LTSpice simulieren kann ?

Hab es gerade selber hinbekommen, durch eine Parallelschaltung von zwei 
Voltage-Sources:
V1 PULSE(0 650 0 0.0000001 0.0000001 0.005 0.020 0) Rser=1
V2 PULSE(0 -650 0.010 0.0000001 0.0000001 0.005 0.020 0) Rser=1

von hinz (Gast)


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Tom schrieb:
> Tom schrieb:
>> Kann mir noch einer einen Tipp geben, wie ich diese Signalform in
>>
>> LTSpice simulieren kann ?
>
> Hab es gerade selber hinbekommen, durch eine Parallelschaltung von zwei
> Voltage-Sources:

Macht man aber für gewöhnlich mittels Reihenschaltung, spart die Berge 
von Verlustleisung in den simulierten Widerständen. :-)

von Tom (Gast)


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hinz schrieb:
> Macht man aber für gewöhnlich mittels Reihenschaltung

oh ja, manchmal sieht man das naheliegendste einfach nicht. Danke.

von Martin B. (statler)


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Warum adaptierst du das Netzteil nicht?

von Tom (Gast)


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Martin B. aus E. schrieb:
> Warum adaptierst du das Netzteil nicht?

Ich stehe wohl gerade "auf dem Schlauch". Was meinst Du genau ?

von Martin B. (statler)


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Ohne die Schaltung des Kondensatornetzteiles jetzt genau zu kennen:

Ich gehe davon aus, dass der Kondensator als Kapazitiver Vorwiderstand 
geschaltet ist, danach ein Brückengleichrichter kommt und in der 
Diagonalen der Brücke einfach eine Z-Diode mit Siebkondensator sitzt. 
Die Spannungsregelung passiert durch Änderung des Z-Dioden-Stromes und 
damit ändert sich der Spannungsabfall am Kondensator.

Jetzt hat die Rechteckspannung harmonische Oberwellen (100Hz, 150Hz 
usw.)
Für diese hat der Kondensator einen kleineren kapazitiven 
Blindwiderstand (1/2, 1/3 usw). also muss die Z-Diode mehr Strom 
ableiten um den passenden Spannungsabfall zu erzeugen und wird zu heiß.

So weit so gut.

- Entweder den Kondensator verkleinern,
- oder einen zusätzlichen in Reihe schalten, oder die Z-Diode durch 
einen Längsregler ersetzen (z.B. 780x o.ä.). Abwärme und Kühlblech 
nachrechnen!

Vorsicht bei Messungen am Originalnetzteil: Alles auf 
Netzspannungsniveau! Trenntrafo notwendig! Wenn du keinen hast, dann 
schalte zwei gleiche "normale" Trafos umgekehrt hintereinander. z.B. 
{230 -> 12} => {12 -> 230}
Wenn die Leistung nicht reicht, klemm die Heizpatrone ab :)

von hinz (Gast)


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Martin B. aus E. schrieb:
> - Entweder den Kondensator verkleinern,
> - oder einen zusätzlichen in Reihe schalten, oder die Z-Diode durch
> einen Längsregler ersetzen (z.B. 780x o.ä.). Abwärme und Kühlblech
> nachrechnen!

Ach wo, man müsste nur den Strombegrenzungswiderstand und die Z-Diode 
durch leistungstärkere Typen ersetzen.

von Krangel (Gast)


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Moin,
scheinbar sind hier noch nicht alle wach. Die Z-Diode sieht die Pulse 
doch gar nicht. Der Siebkondensator übernimmt die Glättung und dieser 
muss impulsbelastbar sein, wie in Schaltnetzteilen. Am Reihenkondensator 
und am  Begrenzerwiderstand entsteht bei jeder Flanke eine 
Impulsbelastung vom mehren hundert Watt, was sie vermutlich nur kurze 
Zeit vertragen werden.

Grüße Krangel

von Krangel (Gast)


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Hi

von Christoph (Gast)


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Martin B. aus E. schrieb:
> Vorsicht bei Messungen am Originalnetzteil: Alles auf
> Netzspannungsniveau! Trenntrafo notwendig! Wenn du keinen hast, dann
> schalte zwei gleiche "normale" Trafos umgekehrt hintereinander. z.B.
> {230 -> 12} => {12 -> 230}

Aber dann muss man dem Oszi auch einen extra Trenntrafo spendieren. Denn 
die Erde des Oszis hebt den Effekt des Trenntrafos für die 
Originalschaltung sonst wieder auf.

von Werner (Gast)


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Krangel schrieb:
> Am Reihenkondensator und am  Begrenzerwiderstand entsteht bei jeder
> Flanke eine Impulsbelastung vom mehren hundert Watt, was sie vermutlich
> nur kurze Zeit vertragen werden.

Die Impulsbelastung anzugeben, bringt relativ wenig, da der Duty-Cycle 
ausgesprochen klein ist.
Relevante Größen wären die mittlere Leistung (für die thermische 
Belastung) und der Spitzenstrom, wobei letzterer von der 
Flankensteilheit und vom ESR des Kondensator abhängt. Zur Begrenzung der 
Ströme würde schon ein Serienwiderstand zwischen Gleichrichter und 
Ladekondensator helfen.

von hinz (Gast)


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Werner schrieb:
> Zur Begrenzung der
> Ströme würde schon ein Serienwiderstand zwischen Gleichrichter und
> Ladekondensator helfen.

Ob der vor oder nach dem Gleichrichter hängt ist egal.

von txg (Gast)


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Hat hier eigentlich mal jemand an der praktischen Umsetzung dieser 
Lösung gearbeitet? Oder vielleicht einfach ein "normales" 230v ac/ 5v dc 
Netzteil in eine Senseo verpflanzt?

von horst (Gast)


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Ich schließe mich der Frage von "txg" mal an.
Wenn jemand erfolgreich irgendeine Lösung erarbeitet hat, hätte ich 
großes Interesse daran.
Würde meine Senseo nämlich auch gern am Wechselrichter betreiben.
Wäre mir auch einen kleinen Obolus wert.
Vielen Dank
Horst

von Thomas (kosmos)


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da dieses Kondensatornetzteil der Senseo aber öfters Schwierigkeiten 
macht, wäre es doch angebracht da ein herkömmliches Netzteil 
reinzumachen. Also 230V/6V Miniaturtrafo, Gleichrichtung, Glättung und 
dann noch einen 7805 mit etwas Hühnerfutter oder Widerstand und Z-Diode.

von Horst (Gast)


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Hatte als Plan B überlegt Einen ac dc 5v Step down Regel einzubauen.oder 
einfach ein externes USB Netzteil zunehmen.

Die eleganteste Lösungen wäre aber ja wenn mir jemand sagen könnte gegen 
welche Größe ich den Reihenkondensator und den Reihenwiderstand und was 
sonst noch tauschen müsste.
Da hört mein Elektroinstallateurwissen nämlich schon weit vorher auf ;-)

von schlauer asiate (Gast)


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Vergiss USB, das hört bei 2,irgendwas Ampere auf. Mit 10W bringst du 
keinen Kaffee zum Brühen.

von Mani W. (e-doc)


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Tom schrieb:
> Mein Wechselrichter wird, nach Herstellerangaben einen "modifzierten
> Sinus", produzieren, also wahrscheinlich eine Trapezspannung,anstatt
> eines Sinus.

Wieso wahrscheinlich? Modifizierter Sinus ist IMMER eine
Trapezspannung, wobei sich die trapezförmige Treppe nach der
Belastung ändert...

Viele Geräte sind auf Sinus ausgelegt, also wirst Du mit Trapez
die Netzteile umbringen bzw. bei Audio-Anlagen einen lauten
"Brumm" wahrnehmen...

Dimmer und Drehzahlsteller in Werkzeugmaschinen werden nicht
funktionieren, da sie auf reine Sinuskurve ausgelegt sind...

von Horst (Gast)


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@schlauer asiate

Glaubst du denn wirklich das das original Kondensatornetzteil auch für 
die Heizung genutzt wird?
Das Netzteil ist natürlich nur für die Steuerung da!

von schlauer asiate (Gast)


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Guter Punkt. Gilt.

von batman (Gast)


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Da paßt nix mehr rein, mit nem etwas größeren Kondensator hab ichs schon 
kaum noch zu gekriegt.
Was geht denn nicht, keine LED brennt?

von Horst (Gast)


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Noch geht alles, möchte aber dass das beim Betrieb am Wechselrichter 
auch so bleibt ;-)

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