Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 20 V RMS aus 12V DC


von Robert Z. (elbobb)


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Hallo zusammen,

ich möchte gerne aus 12V DC eine Wechselspannung mit 60 Hz und 20 V RMS 
erzeugen.Leistung wird nicht viel benötigt, max 100 mW. Muss kein Sinus 
sein, Rechteck würde auch gehen.

Mein Plan wäre, über einen Arduino ein PWM mit 60 HZ zu erzeugen und das 
über einen kleinen Car Hifi Verstärker zu verstärken.

Kann ich das so machen? Denke ich zu simple? Was wären 
andere/bessere/einfachere Wege?


VG

: Verschoben durch Moderator
von Teo D. (teoderix)


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Robert Z. schrieb:
> Kann ich das so machen? Denke ich zu simple?

Woher kommt die für den Verstärker benötigten ca. +-30V= ?

: Bearbeitet durch User
von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Wenn du dich mit einem Rechteck zufrieden gibst, reicht auch ein 
DC-DC-Wandler von 12 auf 24 Volt und eine kleine H-Brücke aus 2x BC337 
und 2x BC327.

von Sinus T. (micha_micha)


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Teo D. schrieb:
> Woher kommt die für den Verstärker benötigten ca. +-30V= ?

Die erzeugt der Car-HiFi-Verstärker selbst. Das machen sie alle.

@TO:
Damit hast du aber einen sehr schlechten Wirkungsgrad, denn der 
Verstärker verbrät auch ohne Ansteuerung relativ viel Leistung.

von Robert Z. (elbobb)


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Wirkungsgrad ist mir egal! Kann ich sowas nehmen und mit 30V versorgen, 
oder reichen dann auch 12V Eingagsspannung?

https://www.ebay.de/itm/Low-Cost-30-Watt-HiFi-Verstaerker-12V-30V-Komplettbausatz-mit-Leistungskuehlkoerper-/231521773176

: Bearbeitet durch User
von Sinus T. (micha_micha)


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Robert Z. schrieb:
> Kann ich sowas nehmen und mit 30V versorgen:

Das verstehe ich nciht. Ich denke, du hast nur 12V zur Verfügung??

von Robert Z. (elbobb)


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Oh sorry, vielleicht falsch ausgedrückt....
Bordnetz eben. Aber ich kann ja jederzeit einen DC/DC Wandler einbauen.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Robert Z. schrieb:
> Was wären andere/bessere/einfachere Wege?

Ein simpler Trafo? Für 100 mW muss der ja nicht sehr groß sein.

Früher™ gab's sowas in jedem kleinen Transistorradio, als 
Ausgangsübertrager. Vermutlich könnte man sowas nehmen:

https://www.reichelt.de/nf-uebertraeger-1-3-rm-10-x-12-5-mm-nfu-1-3-p32776.html?

(Gibt's auch mit anderen Übersetzungsverhältnissen.)

von Teo D. (teoderix)


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Gehen die 20V~ eventuell auf ein Gerät, dass diese dann wieder gleich 
richtet....
Butter bei die Fische! Sonnst geht da hier endlos.

: Bearbeitet durch User
von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Robert Z. schrieb:
> Aber ich kann ja jederzeit einen DC/DC Wandler einbauen.

Wenn die fehlende Stabilität der Ausgangsspannung unkritisch ist, kannst 
du auch einen kleinen Übertragertrafo 1:10 an den Arduino anschliessen.

von Robert Z. (elbobb)


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Nein, geht auf ein LCD Display das eben diese 20V AC RMS als Versorgung 
braucht.

von HildeK (Gast)


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Robert Z. schrieb:
> Kann ich sowas nehmen und mit 30V versorgen,
> oder reichen dann auch 12V Eingagsspannung?

Eher nicht, das wird nicht reichen.

20V RMS sind 28.3V Spitze und damit 57Vss. Du bräuchtest also einen 
Verstärker, der mit mindestens ±30V versorgt wird bzw. der intern einen 
entsprechenden Booster hat.
Für Audioverstärker wäre das dann die Leistungsklasse 100W und größer, 
denn die sind ja auf 4Ω-Lautsprecher ausgelegt.
Wenn du nur 100mW benötigst, such mal nach Operationsverstärker, die mit 
dieser hohen Spannung versorgt werden können. Die müsste es eigentlich 
auch geben - ich kenne aber keinen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Robert Z. schrieb:
> eine Wechselspannung mit 60 Hz und 20 V RMS erzeugen
Wie stabil muss diese Spannung sein?

> Was wären andere/bessere/einfachere Wege?
Ich würde sowas wie dort als Basis nehmen und entsprechend anpassen:
https://www.mpptsolar.com/de/wechselrichter-funktionsweise.html
Das mit den 1:10 Audio-Übertragern wurde ja schon erwähnt...

von Andrew T. (marsufant)


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HildeK schrieb:
> Wenn du nur 100mW benötigst, such mal nach Operationsverstärker, die mit
> dieser hohen Spannung versorgt werden können. Die müsste es eigentlich
> auch geben - ich kenne aber keinen.

OPA452 , OPA445 als Beispiele für derartiges, mit kleinem Ausgangsstrom.

von Udo S. (urschmitt)


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Robert Z. schrieb:
> Nein, geht auf ein LCD Display das eben diese 20V AC RMS als Versorgung
> braucht.

Du bist schon der Typ "Jeden Wurm einzeln aus der Nase ziehen"

Ein LC-Display braucht Gleichspannung. Und zwar meistens nur 5 oder 
3,3V. Das heisst deine Wechselspannung wird dort nur wieder 
gleichgerichtet und geregelt.
Also zeige uns WAS GENAU du da für ein Teil hast: Typnummer, Datenblatt, 
Bild, ...

von Robert Z. (elbobb)


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Udo S. schrieb:
> Robert Z. schrieb:
>> Nein, geht auf ein LCD Display das eben diese 20V AC RMS als Versorgung
>> braucht.
>
> Du bist schon der Typ "Jeden Wurm einzeln aus der Nase ziehen"
>
> Ein LC-Display braucht Gleichspannung. Und zwar meistens nur 5 oder
> 3,3V. Das heisst deine Wechselspannung wird dort nur wieder
> gleichgerichtet und geregelt.
> Also zeige uns WAS GENAU du da für ein Teil hast: Typnummer, Datenblatt,
> Bild, ...

Das kann ich leider nicht. Sorry.

Das ist aber auch nicht elementar. Die Herstellerangabe ist einfach 20V 
AC 60Hz, RMS Sinus oder Rechteck, mit maximal 100mW. Punkt. Mehr habe 
ich auch nicht als Info.

Wenn mit den Angaben nichts zu machen ist, dann habe ich eben Pech 
gehabt. Ich bekomme nächste Wochen ein Muster, dann werde ich die 
Vorschläge bis hierher einfach mal ausprobieren.

Danke!

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Robert Z. schrieb:
> Udo S. schrieb:
>> Robert Z. schrieb:
>>> geht auf ein LCD Display das eben diese 20V AC RMS als Versorgung
>>> braucht.
>>
>> Du bist schon der Typ "Jeden Wurm einzeln aus der Nase ziehen"
>>
>> Ein LC-Display braucht Gleichspannung. Und zwar meistens nur 5 oder
>> 3,3V. Also zeige uns WAS GENAU du da für ein Teil hast: Typnummer,
>> Datenblatt, Bild, ...
>
> Das kann ich leider nicht. Sorry.

Dann kannst du auch keine hilfreich(er)en Antworten erwarten.

> Das ist aber auch nicht elementar. Die Herstellerangabe ist einfach 20V
> AC 60Hz, RMS Sinus oder Rechteck, mit maximal 100mW. Punkt. Mehr habe
> ich auch nicht als Info.

Klingt für mich so als hättest du da etwas massiv falsch verstanden. Die 
Angaben passen halbwegs zu einem passiven LCD Glas. AC, typisch 60Hz. 
Und es hält maximal 20V aus und braucht maximal 100mW.

Aber so ein Glas muß man ansteuern. Je nachdem ob es eine oder mehrere 
Backplanes hat ist das einfach bis schwierig. Eine 
Wechselspannungsquelle als Versorgung ist aber nie Teil so einer 
Ansteuerung.

von c-hater (Gast)


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Axel S. schrieb:

> Klingt für mich so als hättest du da etwas massiv falsch verstanden. Die
> Angaben passen halbwegs zu einem passiven LCD Glas. AC, typisch 60Hz.
> Und es hält maximal 20V aus und braucht maximal 100mW.

Beim letzten Punkt hätte ich eher geschrieben: kann maximal 100mW 
Verlustleistung ab.

Es sieht wirklich so aus, als hätte der TO die absolute maximum ratings 
als Betriebsparameter interpretiert.

> Aber so ein Glas muß man ansteuern. Je nachdem ob es eine oder mehrere
> Backplanes hat ist das einfach bis schwierig. Eine
> Wechselspannungsquelle als Versorgung ist aber nie Teil so einer
> Ansteuerung.

Naja, es ist eher so: die ganze Ansteuerung ist ein Gemisch von 
verschiedenen Wechselspannungen. Und das gilt sogar unabhängig von der 
Anzahl der Backplanes.

von recherche, recherche... (Gast)


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c-hater schrieb:
> Naja, es ist eher so: die ganze Ansteuerung ist ein Gemisch von
> verschiedenen Wechselspannungen. Und das gilt sogar unabhängig von der
> Anzahl der Backplanes.

Wie man es auch immer ausdrücken mag:

Es wird keine 20Vrms AC Versorgung benötigt.

Was immer auch als Ansteuerung benötigt wird, ist eine Frage
des genauen Aufbaus - und ohne Bezeichnung/Datenblatt (aus dem
auch diese max. Ratings stammen werden) kaum auszumachen.

von Dieter (Gast)


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Wenn es so ein Teil ist, wie ich vermute, dann ginge es auch mit 50Hz. 
Simplen Trafo und gut issses.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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c-hater schrieb:
> Axel S. schrieb:
>
>> Klingt für mich so als hättest du da etwas massiv falsch verstanden. Die
>> Angaben passen halbwegs zu einem passiven LCD Glas. AC, typisch 60Hz.
>> Und es hält maximal 20V aus und braucht maximal 100mW.
>
> Beim letzten Punkt hätte ich eher geschrieben: kann maximal 100mW
> Verlustleistung ab.

Ein LCD ist praktisch ein Kondensator. Darin entsteht nur marginal 
Verlustleistung. Aber zum Umladen der Kondensatoren braucht man 
natürlich Strom aus der Versorgung. Darauf bezieht sich die 
Leistungsangabe. Wenn man mag, kann man aus Spannung, Frequenz und 
Leistung die (Gesamt-)Kapazität des Glases ausrechnen.

>> Aber so ein Glas muß man ansteuern. Je nachdem ob es eine oder mehrere
>> Backplanes hat ist das einfach bis schwierig. Eine
>> Wechselspannungsquelle als Versorgung ist aber nie Teil so einer
>> Ansteuerung.
>
> Naja, es ist eher so: die ganze Ansteuerung ist ein Gemisch von
> verschiedenen Wechselspannungen.

Jein. Der Gleichanteil der Spannung muß in jedem Fall 0 sein - sonst 
zersetzt sich das Flüssigkristall. Aber die Segmente können durchaus 
eine Spannung von exakt 0V sehen.

Besonders einfach ist das bei der sogenannten statischen Ansteuerung 
(IMHO ein mißverständlicher Name) mit nur einer Backplane. Da legt man 
einfach ein Rechtecksignal (was man gerade zur Hand hat) an die 
Backplane und an die Segmente entweder das gleiche Signal (Segment aus) 
oder das invertierte Signal (Segment an). Erstere Segmente sehen eine 
Spannung von 0, letztere eine (Rechteck-)Wechselspannung mit der 
Amplitude beim Doppelten der Betriebsspannung. Mit 4000er CMOS kann man 
bis 18V gehen - das dürfte dicke reichen für ein Glas, das maximal 20V 
verträgt.

Bei 2 oder mehr Backplanes wird es komplizierter, weil man mehr als 2 
Spannungsstufen braucht. Und dann sieht dann ein abgeschaltetes Segment 
auch keine Spannung von 0, sondern immer entweder eine kleine oder eine 
große Wechselspannung.

Ein paar beispielhafte Signalformen sieht man hier: 
http://awawa.hariko.com/avr_lcd_drive_en.html

von c-hater (Gast)


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Axel S. schrieb:

> Ein LCD ist praktisch ein Kondensator.

Das stimmt nur in erster Näherung. Wenn deine (und meine) Vermutung 
stimmen, war in der vom TO falsch benutzten Dokumentation tatsächlich 
die maximale Verlustleistung gemeint.

Du vergißt, dass selbst als Kondensator gedachte Kondensatoren u.U. 
erhebliches Leistungen verheizen können/müssen.

Das gilt umso mehr für LCDs, deren Dielektrikum ganz sicher nicht dafür 
optimiert ist, minimale Verluste zu produzieren, sondern im Gegenteil 
dafür, möglichst viel der zugeführten Energie in schnelle Änderungen der 
"Kristallstruktur" zu wandeln...

> Darin entsteht nur marginal
> Verlustleistung.

Das ist nicht so. Schnapp dir ein billiges naked LCD aus irgendeinem 
ausgeschlachteten Wecker oder sowas. Packe da mal 10kHz mit 5V auf alle 
Segmente. Miss die Temperatur des LCD. Dann verstehst du, was hier wohl 
wirklich gemeint war...

von Wolfgang (Gast)


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HildeK schrieb:
> 20V RMS sind 28.3V Spitze und damit 57Vss

Das kommt auf die Wellenform an.

von recherche, recherche... (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> HildeK schrieb:
>> 20V RMS sind 28.3V Spitze und damit 57Vss
>
> Das kommt auf die Wellenform an.

Sag' halt einfach: "Nur bei Sinus." Das nennt
man auch Scheitelfaktor (= Wurzel aus zwei).

Bei Rechteck hat man eben den flachen Verlauf,
so daß Vrms nur Vs (= 1/2 Vss) sein kann dann,
da ragt keine >>Spitze<< über den Durchschnitt.

c-hater schrieb:
>> Ein LCD ist praktisch ein Kondensator.
>
> Das stimmt nur in erster Näherung.

Hat man nicht einen C mit evtl. ca. XXnF seriell
zu evtl. XkOhm als mögliches Ersatzschaltbild?

von Dieter R. (drei)


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Robert Z. schrieb:
> Udo S. schrieb:

>> Also zeige uns WAS GENAU du da für ein Teil hast: Typnummer, Datenblatt,
>> Bild, ...
>
> Das kann ich leider nicht. Sorry.
>
> Das ist aber auch nicht elementar. Die Herstellerangabe ist einfach 20V
> AC 60Hz, RMS Sinus oder Rechteck, mit maximal 100mW. Punkt. Mehr habe
> ich auch nicht als Info.

Was kannst du nicht und warum? Du hast eine "Herstellerangabe", aber 
keine Typnummer/Datenblatt? Woher weißt du dann überhaupt, wo du diese 
ominöse Spannung anschließen musst, die es so bei keinem anderen LCD auf 
der Welt gibt? Und was willst du noch so an dem LCD anschließen? Von 
alleine wird das ja nichts anzeigen, ohne Dokumentation geht es also 
nicht.

Diese Dokumentation solltest du hier präsentieren. Vielleicht kann man 
dir dann auch helfen.

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