Spis treści:
- 1 DC-AC-Spannungswandler
- 2 Wenn die Batterien leer sind
- 3 Wie funktioniert ein DC/AC-Spannungswandler?
- 4 Auf welche Parameter sollten wir bei der Auswahl des richtigen DC/AC-Automobilwechselrichters für unsere Anforderungen achten?
- 5 Sicherheit bei der Verwendung von DC/AC Fahrzeugwechselrichtern
- 6 Wechselrichter für Fahrzeuge – FAQ
Eine 230V-Steckdose im Auto? Auf jeden Fall – und nicht nur in einem Wohnmobil!
DC-AC-Spannungswandler
Im heutigen Artikel erfahren Sie, auf welche technischen Details Sie bei der Auswahl eines 12VDC/230VAC Kfz-Wechselrichters besonders achten sollten.
Wenn die Batterien leer sind
Wenn wir auf einer langen Autofahrt feststellen, dass der Akku unseres Telefons bald leer ist, reicht es aus, ein Ladegerät an den Zigarettenanzünder anzuschließen, das die Gleichspannung von 12 oder 24 V in eine geringere Spannung umwandelt, die zum Laden von Mobiltelefonen geeignet ist (etwa 5 V). Der Ausgang eines solchen Ladegeräts hat einen oder mehrere Standard-USB-Anschlüsse vom Typ A. Das Problem entsteht, wenn Sie mit einem Notebook oder einem anderen Gerät reisen, das eine 230V Wechselstromversorgung benötigt. Derzeit ist eine Steckdose nur in wenigen Ausnahmen eine Option, und das gilt vor allem für Autos, die für den US-Markt hergestellt werden.
Das Problem der Nichtverfügbarkeit einer 230V-Stromversorgung kann sehr einfach und schnell mit einem Spannungswandler gelöst werden, der die Gleichspannung von 12V oder 24V, die von einer im Motorraum des Autos platzierten Batterie kommt, in eine Wechselspannung mit einem Effektivwert (RMS) nahe 230V umwandelt. Bei der Auswahl eines DC/AC-Spannungswandlers müssen wir auf einige wichtige technische Parameter achten sowie auf die Anforderungen der Stromverbraucher, die wir mit dem DC/AC-Wandler versorgen wollen.
Wie funktioniert ein DC/AC-Spannungswandler?
Ein DC/AC-Spannungswandler ist eine Art von leistungselektronischem Wandler, der auch als Wechselrichter oder Inverter bekannt ist. In einem solchen Konverter wird eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umgewandelt. Je nach Modell und Ausführung kommt der zeitliche Verlauf der Spannung am Ausgang eines solchen Wechselrichters einer Sinuswelle sehr nahe oder wird als so genannte ‘modifizierte Sinuswelle’ bezeichnet. Je nach spezifischem Modell kommt der zeitliche Verlauf der Spannung am Ausgang eines solchen Wechselrichters einer Sinuswelle sehr nahe oder wird als “modifizierte Sinuswelle” bezeichnet. In diesem Fall liegt er nahe an einer 50%igen rechteckigen oder trapezförmigen Wellenform. Die meisten Wechselrichterkonstruktionen verwenden Transistortasten, die von einem Oszillator gesteuert werden, der eine PWM-Wellenform mit variabler Pulsbreite erzeugt. Die Gleichspannung aus der Stromquelle wird durch einen Eingangskondensator gepuffert und über die Transistoren schnell genug geschaltet und dem Ausgangstransformator zugeführt, um die Netzspannung auf 230 V zu erhöhen. Fortschrittlichere Konstruktionen basieren auf Mikrocontrollern mit geschlossenem Regelkreis, bei denen die Belastung des Konverters in Echtzeit überwacht wird, so dass die optimalen Ausgangsspannungsparameter beibehalten werden.
Auf welche Parameter sollten wir bei der Auswahl des richtigen DC/AC-Automobilwechselrichters für unsere Anforderungen achten?
Einer der wichtigsten Parameter, auf den wir beim Kauf eines DC/AC-Autowechselrichters achten müssen, ist die Ausgangsleistung. Für ein einzelnes Wechselrichtermodell geben die meisten Hersteller zwei Werte an, und zwar, wenn Sie einen Wechselrichter kaufen, achten Sie zunächst auf die maximale Dauerleistung. Die Grundvoraussetzung ist, dass die maximale Dauerleistung, die von den Verbrauchern verbraucht wird, 80 % der maximalen Ausgangsleistung des Wechselrichters nicht überschreiten sollte.
Die meisten DC/AC-Wechselrichter auf dem Markt haben eine Ausgangsleistung von ein paar hundert bis ein paar tausend Watt. Daher sind Wechselrichter mit einer Leistung von 300 W und mehr ausreichend, um Geräte wie Laptops, Mediaplayer und Soundsysteme mit Strom zu versorgen. Wenn Sie hingegen einen Staubsauger, eine Heizung, einen Wasserkocher oder einen Touristenkühlschrank anschließen möchten, sollten Sie einen Wechselrichter mit einer Dauerleistung von mindestens 1.000W oder mehr in Betracht ziehen – je nach Energiebedarf der Verbraucher und unter Berücksichtigung der Effizienz des Wechselrichters.
Die Wellenform der Ausgangsspannung ist ebenfalls wichtig. Für die meisten elektronischen Geräte, die einen Pulswechselrichter am Eingang haben, reicht es aus, einen DC/AC-Wandler zu verwenden, der am Ausgang eine sogenannte modifizierte Sinuswelle erzeugt. Für die meisten elektronischen Geräte, die einen Pulswechselrichter am Eingang haben, reicht es aus, einen DC/AC-Wandler zu verwenden, der am Ausgang eine modifizierte Sinuswellenform erzeugt, die in der Regel nahe an einer rechteckigen oder trapezförmigen Wellenform liegt. Ein solcher Wechselrichter kann auch für die Stromversorgung von Verbrauchern mit geringem Widerstand verwendet werden, wie z.B. Ein solcher Wechselrichter kann auch zur Stromversorgung von Verbrauchern mit geringem Widerstand verwendet werden, wie z.B. Heizungen, Wasserkocher, Heizgeräte oder Glühbirnen.
Obwohl der Effektivwert und die Frequenz einer solchen Spannung nahe an der Sinusspannung in einer Haushaltssteckdose liegen, sind Wechselrichter nicht für die Versorgung von Geräten geeignet, die herkömmliche Transformator-Stromversorgungen und Wechselstrom-Induktions- und Kommutatormotoren verwenden, z.B. Ventilatoren, Pumpen, handgeführte Elektrowerkzeuge, kleine Haushaltsgeräte sowie netzempfindliche Audio- und Funkkommunikationsgeräte. Der Anschluss solcher und anderer induktiver oder kapazitiver Geräte an einen modifizierten Sinus-Wechselrichter kann sowohl die Verbraucher als auch den Wechselrichter selbst beschädigen. In solchen Fällen ist es am besten, einen Wechselrichter mit einer Ausgangsspannungs-Wellenform zu verwenden, die einer Sinuswelle so nahe wie möglich kommt – solche Wechselrichter werden gewöhnlich als “reine Sinuswellen”-Wechselrichter bezeichnet. Es lohnt sich auch zu prüfen, ob ein solcher Wechselrichter mit einem Sanftanlaufsystem und Anti-Interferenz-Filtern ausgestattet ist.
Sicherheit bei der Verwendung von DC/AC Fahrzeugwechselrichtern
Ein gut gewählter Wechselrichter muss nicht nur die richtige Ausgangsleistung haben, sondern auch mit dem notwendigen Mindestschutz ausgestattet sein. Wenn Sie den Eingang des Wechselrichters direkt an den Zigarettenanzünder anschließen, sollte die Sicherung des Zigarettenanzünders für einen Nennstrom von 10A, 15A oder 20A ausgelegt sein. Wenn Sie eine zu energieintensive Last anschließen, wird die Sicherung der Zigarettenanzünderbuchse durchbrennen. Schließen Sie dann am besten die Eingangsklemmen ‘+’ und ‘-‘ direkt an die Batterie an und achten Sie dabei auf den korrekten Anschluss der Eingangsleitungen.
Normalerweise sind Wechselrichter mit einer Sicherheitsvorrichtung ausgestattet, die den Stromkreis unterbricht, wenn die Eingangsspannung in umgekehrter Polarität angeschlossen wird. Um solche Probleme zu vermeiden, genügt es, daran zu denken, dass der rot isolierte Draht an den Pluspol der Stromversorgung (typischerweise +12V oder +24V) und der schwarz isolierte Draht an den Minuspol der Stromversorgung (Erdpotential) angeschlossen wird.
Obwohl die meisten Stromverbraucher über eine eigene eingebaute Sicherung verfügen, kann es nicht schaden, einen Wechselrichter zu wählen, der über einen eigenen Überstromschutz mit Überlast- und Kurzschlussschutz verfügt.
Wichtig sind ein Unterspannungsschutz, der den Wechselrichter bei zu niedriger Eingangsspannung abschaltet, und ein Überspannungsschutz, der den Wechselrichter bei zu hoher Eingangsspannung abschaltet. Der Wechselrichter sollte auch mit einem Schalter zum Abschalten der Versorgungsspannung ausgestattet sein. Dies ist vor allem bei älteren Fahrzeugen wichtig, bei denen die Spannung in der Zigarettenanzünderbuchse auch dann anliegt, wenn der Zündschlüssel abgezogen wird, denn auch ohne Last zieht der Wechselrichter einen Ruhestrom, was zu einer beschleunigten Entladung der Batterie führen kann, so dass wir zum Starten des Motors externe Hilfe benötigen. Durch manuelles Ausschalten des Wechselrichters wird dieses Problem beseitigt.
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Wechselrichter für Fahrzeuge – FAQ
Mit einem Auto-Wechselrichter können Sie Netzgeräte, die eine Wechselspannung von 230 V benötigen (d.h. die gleiche Spannung wie in der häuslichen Elektroinstallation), an Ihre Autoinstallation anschließen (normalerweise 12 V, seltener 24 V). Bei der Auswahl von Kfz-Wechselrichtern sollten Sie in erster Linie auf den Eingangsspannungsbereich, die maximale Leistung, die Dauerleistung und die Wellenform der Ausgangsspannung achten. Weitere wichtige Parameter sind der Wirkungsgrad, die Art und Anzahl der Schutzvorrichtungen, die Kühlmethode, der Betriebstemperaturbereich, die Abmessungen und das Leergewicht.
Kfz-Wechselrichter gehören zur Gruppe der Step-up-Wandler, d. h. zu den Geräten, die die Eingangsspannung erhöhen. Dieser Gerätetyp arbeitet im Gegensatz zu Step-down-Wandlern, die die Eingangsspannung verringern. In den meisten Personenkraftwagen hat das elektrische System eine Spannung von 12 Volt (in Lastkraftwagen meist 24 Volt). Um Geräte sicher und stabil mit 230-Volt-Wechselstrom versorgen zu können, müssen sie über einen Auto-Wechselrichter angeschlossen werden, der die Spannung von 12 oder 24 Volt auf 230 Volt Wechselstrom erhöht. Dies ist die gleiche Spannung, die auch in der Hausinstallation vorhanden ist. Ein richtig ausgewählter Wechselrichter, dessen Momentanleistung und Dauerleistung korrekt auf die Gesamtleistung aller angeschlossenen Verbraucher abgestimmt ist, garantiert einen stabilen und sicheren Anschluss der Geräte.
