Könnte ein modifizierter Sinus-Wechselrichter das Netzteil eines Laptops zerstören / beschädigen?


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Ich bin kürzlich auf ein Szenario gestoßen, in dem ich versucht habe, einen mit Energizer EN500 modifizierten Sinus-Wechselrichter zu verwenden, um ein 180-Watt-Netzteil von Dell mit Strom zu versorgen. Die Schaltung, die den Wechselrichter mit Strom versorgte, war 12 Volt, 15 Ampere Gleichstrom. Der Wechselstromadaptereingang ist 100-240 V ~ 2,34 A, 50-60 Hz, und der Ausgang ist 19,5 V, 9,23 A. Ich konnte keine weiteren technischen Daten online finden, aber es handelt sich um Dell Teile-Nr. 74X5J und Dell Modell-Nr. DA180PM111.

12 Volt * 15 Ampere = 180 Watt, und ich bin (zu Unrecht?) Davon ausgegangen, dass der Adapter nicht immer volle 180 Watt benötigt und dass der schlimmste Fall eine durchgebrannte Sicherung wäre, wenn er mehr Watt verbrauchen würde als zur Verfügung gestellt werden könnte. Während ich den Eingang des Netzteils lese, merke ich, dass wenn es wirklich bis zu 2,34 Ampere bei 110 Volt aufnehmen kann, das mehr als 250 Watt sind ...?

Wenn ich den Wechselrichter an das Netzteil anschloss, ging die "Betriebsanzeige" des Netzteils an, wenn ich es an den Wechselrichter anschloss (dies zeigt die Verbindung mit dem Netzteil an), und als ich das Netzteil an den Laptop anschloss, fing es an zu blinken an und aus. Es gab ein USB-Telefonladegerät, das an eine andere Gleichstromsteckdose angeschlossen war, und eine kleinere "Betriebsanzeige", die gleichzeitig mit der Anzeige am Netzteil aufleuchtete. Seitdem funktioniert dieses Netzteil nicht mehr, um den Laptop-Akku aufzuladen, selbst wenn es an das Stromnetz eines Haushalts angeschlossen ist. Ich weiß nicht, wie viel Watt ausgegeben werden, aber es reicht gerade aus, um den Laptop mit stark reduzierter Betriebsgeschwindigkeit zu betreiben, und der Akku wird überhaupt nicht aufgeladen.

So scheint es, dass dies mein Netzteil frittiert. Während es (vermutlich) zu spät ist, irgendetwas zu tun, um den Adapter zu reparieren, möchte ich mögliche Ursachen verstehen. Könnte es daran liegen, dass der Wechselrichter modifizierte Sinuswellen ausgibt ? Wenn Sie es online nachschlagen , sehen modifizierte Sinuswellen kaum wie Sinuswellen aus :

modifiziertes Sinuswellenbild aus Wikipedia

Alles, was ich online gefunden habe, legt nahe, dass ein Laptop-Netzteil mit modifizierten Sinuswellen einwandfrei funktionieren sollte. Ich habe bei Dell nachgefragt und sie haben mir geraten, einen reinen Sinusadapter zu verwenden, aber ein modifizierter Sinusadapter würde immer noch funktionieren, obwohl ich "nach einer Möglichkeit gesucht habe, die Lebensdauer des Netzteils zu verkürzen". Verkürzte Lebensdauer!

Oder ist es wahrscheinlich, dass der Fehler darauf zurückzuführen ist, dass das Netzteil versucht hat, mehr Strom zu ziehen, als der Wechselrichter an einem 12-Volt-Gleichstromkreis mit 15 Ampere liefern konnte? Ich hätte nicht gedacht, dass eine unzureichende Stromversorgung ein Netzteil töten könnte ... oder?

Oder ist es eine Kombination aus der Tatsache, dass der Wechselrichter modifizierte Sinuswellen bereitstellte und aufgrund der Überstromanforderungen möglicherweise "pulsierte"? In meiner Frage nach Aktualität auf Meta, vorgeschlagen DrFriedParts , dass der Fehler aufgrund der Eingabe haben könnte Klemmschaltung versagt. Wäre es wahrscheinlicher, dass die Eingangs-Klemmschaltung ausfällt, wenn das Netzteil eine schnelle Anzahl von "Ein / Aus" -Zyklen erlebt hätte?

Eine Ausbildung in diesem Bereich wird sich auf meine nächsten Schritte auswirken. Beim Überprüfen des Schaltplans meines Fahrzeugs sehe ich, dass eine meiner drei Gleichstromsteckdosen ein 20-Ampere-Stromkreis ist. Ich könnte einen reinen Sinus-Wechselrichter bekommen und ihn an diesen 20-Ampere-Stromkreis anschließen, der eine "theoretische" maximale Leistung von 240 Watt liefert. Ich weiß, dass es in der Realität Verluste gibt und ich kann keine vollen 240 Watt aus dem Wechselrichter erwarten. Wenn diesmal nicht genügend Strom zur Verfügung steht, würde ich meinen Ersatz-Netzadapter nicht auf die gleiche Art und Weise braten! Wenn die Wurzel des Problems jedoch eine modifizierte Sinuswelle war, dann kann ich das mit einem besseren Wechselrichter beheben.


Nur ein kurzer Hinweis. Der mittlere Stift im Netzteilkabel erkennt, wann der Computer oder das Gerät vorhanden ist, und schaltet das Netzteil ein. Sie können die Live-Bühne nachahmen, indem Sie einen kleinen 1k-Widerstand über die Verbindung legen. Ich denke, es ist der Mittelstift zum Boden (das habe ich vor Jahren nicht gemacht, ich erinnere mich also nicht), aber spiele damit und mit einem Voltmeter, bevor du einen Mod machst. Grundsätzlich dasselbe wie das grüne Kabel, das ein Desktop-Netzteil in der Molex-Verbindung einschaltet. Das Netzteil möchte nur wissen, dass etwas angeschlossen ist. Ich hoffe, das hilft.
Bryan

Antworten:


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"Modified Sine" -Ausgänge sind sehr schlechte AC-Näherungen

Dies ist eine Erfassung der Ausgabe eines APC 650, der von Jesse Kovach unter Last aufgezeichnet wurde.

Bildbeschreibung hier eingeben

Beachten Sie die schweren Überamplitudenereignisse an den Extremen (die Spitzen oben und unten). In Wirklichkeit haben sie eine viel größere Amplitude, aber das Oszilloskop im Bild war nicht schnell genug, um es einzufangen.

Scharfe Kanten im Zeitbereich entsprechen einem Breitbandrauschen im Frequenzbereich. Dieser gesamte Hochfrequenzgehalt stellt zusätzliche Energie dar, die von Schutzschaltungen absorbiert werden muss. Wenn nicht, kann es die Isolationsgrenzwerte in den verschiedenen Eingangsstufenkomponenten überschreiten und "durchbrennen". Wenn der Eingang dadurch nicht durchgebrannt wird, führt dies zu einem Kaskadenfehler, bei dem auf der Sekundärseite aufgrund der resultierenden Überspannung ein Fehler auftritt.

... und das ist nur ein Fehlermodus. Da sind andere. Pseudo-Sinuswellen stimmen schlecht mit Sinuswelleneingängen überein. :(

Gehen Sie DC-DC anstelle von DC-AC-DC

Ein viel besserer (und effizienterer!) Ansatz ist es, direkt von DC zu DC zu gehen (Hinweis: Sie können nicht direkt von DC zu DC gehen, wenn Ihre Eingangsspannung niedriger ist als Ihre Ausgangsspannung, aber die Details von Diese sind in einem "DC-DC-Wandler" enthalten.

Auf dem Markt sind eigenständige Schaltnetzteile für Dell-Laptops erhältlich, die Gleichstromeingänge benötigen. Hier ist ein Beispiel:

Auto DC zu Dell 18V SMPS

die ich bezogen habe von:

http://www.amazon.com/Adapter-Charger-Dell-Latitude-D630/dp/B002BK7JEC#

Bitte beachten Sie, dass ich keine persönlichen Erfahrungen mit diesem bestimmten Produkt habe und viele billige DC-Wandler intern schlecht konstruiert sind. Achtung.


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Ich dachte an die Idee eines DC-DC-Adapters, konnte jedoch keinen für meinen Laptop geeigneten finden. Ich habe das nicht bemerkt, als ich es gekauft habe, aber anscheinend erfordert es einiges an Leistung - mehr als die meisten anderen Dell-Laptops. So viele "generische" Adapter, wie der DC-DC-Adapter, mit dem Sie verbunden sind, liefern nicht genügend Strom. : - / In meiner Traumwelt würde ich versuchen, selbst eine zu bauen ... aber ich habe keine Zeit dafür :-)
Josh

@Josh DC-AC-DC liefert immer weniger Strom als DC-DC-Paribus. Was sind Ihre Energieanforderungen? Ich kann Ihnen helfen, es zu beschaffen. :)
DrFriedParts

Das Netzteil gibt an, dass es bei 19,5 Volt Gleichstrom bis zu 9,23 Ampere liefern kann. Das ist also die Leistung, die ich suche. In unserem Fahrzeug ist eine 12-Volt-20-Ampere-Schaltung vorhanden. Für den Fall, dass es nützliche zusätzliche Informationen gibt, ist hier der offizielle Netzadapter von Dell
Josh vom

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@DrFriedParts: Ich stimme fast allen Antworten zu (und habe +1 gegeben). Ich widerspreche jedoch der Annahme, dass es in Ordnung ist, Produkte zu entwickeln, die ausfallen, wenn sie von etwas angetrieben werden, das keine perfekte Sinuswelle darstellt - wie zum Beispiel die Wandsteckdosen in meinem Haus, die an das NERC-Stromnetz angeschlossen sind. Ich muss noch viel lernen - aber anstatt hier darüber zu diskutieren, können Sie dies bitte unter electronics.stackexchange.com/questions/13143/… beantworten oder kommentieren . Vielen Dank.
Davidcary

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@ Davidcary - Vielen Dank. Ich stimme Ihrer Besorgnis mit Sicherheit zu und mache keine (ausdrückliche oder implizite) Aussage darüber, ob intolerante Designs wünschenswert sind. Das heißt, alles in der Technik beinhaltet Kompromisse und diese Widerstandsfähigkeit kann mit einer beachtlichen Größe, einem beachtlichen Gewicht und einem hohen Selbstkostenpreis einhergehen. Letztendlich müssen Sie Ihr System binden, sonst wäre jedes Produkt so groß, teuer, langsam auf dem Markt und zuverlässig wie das Space Shuttle!
DrFriedParts

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Der AC-Adapter-Eingang ist 100-240 V ~ 2,34 Ampere

Dies bedeutet, dass der Adapter bei einer Eingangsspannung von 100 V und einer maximalen Ausgangsleistung 2,34 A oder 234 W aus dem Stromnetz entnimmt. In der Regel nimmt jedes AC / DC-Netzteil bei minimaler Eingangsspannung den maximalen Strom auf.

Während ich den Eingang des Netzteils lese, merke ich, dass wenn es wirklich bis zu 2,34 Ampere bei 110 Volt aufnehmen kann, das mehr als 250 Watt sind ...?

180W out @ 234W in bedeutet einen Wirkungsgrad von 76,9%, der nicht außerhalb des Bereichs der Möglichkeiten liegt. Vergessen Sie nicht, dass der Wechselrichter auch einen eigenen Wirkungsgrad hat, wodurch der 12-V-Stromanschluss noch höher wird.

Ich hätte nicht gedacht, dass eine unzureichende Stromversorgung ein Netzteil töten könnte ... oder?

Eine sichere Stromversorgung kann bei schwerwiegenden Störungen mit Sicherheit versagen, und dies ist für die Aufsichtsbehörden völlig akzeptabel, solange der Ausfall für den Endverbraucher kein Sicherheitsrisiko darstellt - kein Ausfall der galvanischen Barriere vom Netz zum Netz Ausgang, keine thermische Gefahr, kein schädlicher Rauch oder Splitter.

Die Tatsache, dass Dell Sie auf die Verwendung des Adapters mit einem abgestuften Sinuswelleneingang hingewiesen hat, ist ein ziemlich guter Hinweis darauf, dass die abgestufte Sinuswelle zum Untergang Ihres Ladegeräts beigetragen hat.

Wenn Sie die Sicherung Ihres Zigarettenanzünderanschlusses nicht durchgebrannt haben, waren Sie wahrscheinlich nicht in einem Modus, in dem der Strom verbraucht ist, sodass der Fehler wahrscheinlich nicht auf eine begrenzte Eingangsleistung zurückzuführen ist Welle.


Danke für die Rückmeldung! Ich habe der Frage gerade ein zusätzliches Detail hinzugefügt. Es ist dieser Satz im dritten Absatz: Es gab ein USB-Telefonladegerät, das an eine andere Gleichstromsteckdose angeschlossen war, mit einer kleineren "Betriebsanzeige", die gleichzeitig mit der Anzeige am Netzteil aufleuchtete War noch etwas los?
Josh

Der Grund für meine Frage ist, dass ich mich entscheiden muss, ob ich es mit einem reinen Sinus-Wechselrichter (und einem Ersatznetzteil) erneut versuchen möchte. Wenn nicht genügend Strom zur Verfügung stünde, würde ich den Adapter nicht auf die gleiche Weise wieder braten wollen.
Josh

Phantom stimmte mehr als ein Jahr später ab. Seufzer.
Adam Lawrence

Ich vermute, dass Ihr Wechselrichter nicht genug Strom hat und anstatt 110 AC zu geben, gab es weniger, was für den Adapter von Bedeutung ist. Wenn Sie 70 V eingeben und der Adapter versucht, 210 W zu erzeugen, muss er mindestens 3A von dem Eingang abziehen, der nicht den Spezifikationen entspricht, und der Adapter könnte durchbrennen. Möglicherweise hat der Adapter eine Sicherung, die aufgrund des erhöhten Stroms durchgebrannt ist. Da es sowieso kaputt ist, können Sie versuchen, es zu öffnen und die Sicherung zu überprüfen. Versuchen Sie jedoch nicht, es zu reparieren, wenn Sie nicht sicher sind, was Sie tun!
Daniel P

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Während modifizierte Sinuswellen die Elektronik ein wenig stärker belasten als richtige Sinuswellen, würde ich nicht erwarten, dass sie einen katastrophalen Ausfall eines ansonsten guten Netzteils verursachen.

Schaltnetzteile können auch bei Stromquellen anstrengend sein. Lampen, Heizungen usw. reagieren auf eine reduzierte Spannung, indem sie weniger Strom ziehen (und schwächer werden / weniger Wärme produzieren). Schaltnetzteile reagieren dagegen auf reduzierte Spannungen, indem sie MEHR Strom entnehmen, um die Leistungspegel aufrechtzuerhalten.

Das Ein- und Ausschalten belastet Schaltnetzteile und führt zu einer Unterspannung am Eingang. Angesichts der Tatsache, dass Ihr Wechselrichter sichtbar ein- und ausgeschaltet war, stellte er meiner Meinung nach eine größere Belastung für die Stromversorgung dar als ein ordnungsgemäß funktionierender modifizierter Sinuswechselrichter.


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Auch ich habe mein Dell 96Watt 240V-Netzteil an einem modifizierten Sinus-Wechselrichter verwendet. In diesem Fall handelte es sich bei dem Wechselrichter um einen 12-VDC- bis 240-VAC-Wechselrichtertyp, der von einer RV-Batterie gespeist wurde. Es hat funktioniert, aber der Dell PS lief merklich heißer als bei ordnungsgemäßer Netzstromversorgung, sodass ich auf PDQ verzichtete.

Mein Mod-Sinus-Wechselrichter war ein billiges und fröhliches 300-W-Gerät, ähnlich wie dieses ...

300W Modifizierter Sinus-Wechselrichter

Während modifizierte Sinuswellen die Elektronik ein wenig stärker belasten als richtige Sinuswellen, würde ich nicht erwarten, dass sie einen katastrophalen Ausfall verursachen

Zum Glück wurde nichts für mich gebraten, aber ich bin an den gelernten Kommentaren anderer zu den Fehlermechanismen interessiert, wenn ein Schaltmodus-PS einen modifizierten Sinus-Eingang verarbeitet. (Ich betrachte meine Kommentare unten nicht als in der Kategorie gelernt).

Angesichts der fast rechteckigen Natur der von DrFriedParts genannten sogenannten Sinuswelle hätte ich gedacht

1) sich wiederholende und zu hohe Impulsströme in die Eingangsdioden des Schaltmodus und / oder

2) Überhitzung der Eingangsspeicherkondensatoren aufgrund des äquivalenten Serienwiderstands der Kappen

wäre hohe Anwärter auf den Misserfolgsmodus. Die Kappen würden während der stromlosen Phase des Eingangsspannungszyklus, wenn keine Spannung oder kein Strom um die Nulldurchgänge herum vorhanden ist, einen starken Stromverbrauch und beim Anlegen der Stufenspannung ein Aufladen verursachen.

Grundlegende Theorie besagt, dass eine kapazitive Last für eine Schaltnetzteil aus den oben genannten Gründen ungesund ist und eine induktive / ohmsche Last, wie ein Motor oder eine Lampe, bei weitem bevorzugt wird.

Scharfe Kanten im Zeitbereich entsprechen einem Breitbandrauschen im Frequenzbereich. Dieser gesamte Hochfrequenzgehalt stellt zusätzliche Energie dar, die von Schutzschaltungen absorbiert werden muss.

Ich dachte, die Eingangsstufe eines Schaltmodus sei nicht viel mehr als eine Diodenbrücke und ein Serienbegrenzer (kleiner Widerstand oder NTC-Widerstand, der einige große Hochspannungskondensatoren speist, parallel zu einer kleinen Polyesterkappe mit niedrigem ESR, um sie herauszufiltern Das HF-Rauschen, das DrF-P zu Recht erwähnt. Danach folgt eine Zerhackerschaltung (normalerweise mit HV-FETs), ein Ferritkern zur Spannungsumwandlung, mehr Gleichrichtung und dann eine Rückkopplung zur Steuerung des Tastverhältnisses / der Frequenz / der Ausgangsspannung Energieabsorbierende Teile werden benötigt?

Ich bin nicht davon überzeugt, dass ein eingangsseitiger Fehler wahrscheinlich auf die transformatorgekoppelten Ausgangsstufen durchschlagen würde, es sei denn, es handelt sich um einen katastrophalen Kondensator oder eine Diodenexplosion, die sich über die gesamten Innenseiten der Versorgung verteilt.

Josh sagt:

Wenn ich den Wechselrichter an das Netzteil anschloss, ging die "Betriebsanzeige" des Netzteils an, als ich es an den Wechselrichter anschloss (dies zeigt die Verbindung mit dem Netzteil an), und als ich das Netzteil an den Laptop anschloss, fing es an zu blinken an und aus.

Was diese Beobachtungen von blinkenden LED-Anzeigen anbelangt, wenn sie dauerhaft leuchten sollten ... Kann dies daran liegen, dass der Schaltmodus keine Leistung um den Nulldurchgang liefert, da die Eingangsspeicherdeckel entladen sind?

Diese Vermutung könnte getestet werden, indem das PS ohne oder mit geringer Last betrieben wird, wenn zu erwarten ist, dass die Kappen noch etwas Ladung haben. Wenn das PS mit Nennkapazität laufen muss, fällt das PS wahrscheinlich aus.

Die Tatsache, dass Dell Sie auf die Verwendung des Adapters mit einem abgestuften Sinuswelleneingang hingewiesen hat, ist ein ziemlich guter Hinweis darauf, dass die abgestufte Sinuswelle zum Untergang Ihres Ladegeräts beigetragen hat.

Hört hört!

Ich stimme voll und ganz zu, dass die bessere / sicherere / effizientere Vorgehensweise darin besteht, den Laptop wie beschrieben mit einem 12-VDC- bis 19,5-VDC-Autoladegerät zu betreiben.

Bevor ich ein ähnliches vorgefertigtes Autoladegerät fand, hatte ich vor, ein solches Gerät aus einem Gerät wie diesem einstellbaren 150-W-Boost-Modul zu bauen

150W Boost-Modul

Aber die von DrFriedParts für 25,00 US-Dollar gezeigte Fertigware ist bequemer.

AUSSERDEM UND BEVOR JEMAND EIN SOLCHES GEBÄUDE VERSUCHT , haben Dells, wie ich kurz vor Beginn des Projekts erfahren habe, einen bösen Identitäts-Chip in ihre Netzteile eingebaut, der dem Laptop mitteilt, mit welcher Art von PS er verbunden ist: Referenz

http://www.laptop-junction.com/toast/content/inside-dell-ac-power-adapter-mystery-revealed

Dies ist der Anschluss an den dritten (mittleren Stift) Anschluss in einer Dell DC-Buchse. Ohne sie wird sich der Laptop anscheinend weigern, eine Ladung entgegenzunehmen. Ich kann bestätigen, dass der Pin Leerlauf an den Klemmen + ve und -ve anzeigt, was den (falschen) Eindruck erweckt, dass er nichts bewirkt.

Wenn das Autoladegerät nicht anspricht und ein reiner Sinus-Wechselrichter zu teuer ist, sollten Sie eine gewisse Induktivität in Reihe mit dem Wechselrichter-Ausgang schalten, um die scharfen Kanten der Ausgangswellenform zu beseitigen. Dies muss jedoch beibehalten werden Achten Sie auf Resonanzen, Kernsättigung und andere Probleme mit abgestimmten Schaltkreisen.

Wie gesagt, dies sind Vermutungen ohne den Vorteil, Tests durchgeführt zu haben. Daher wäre ich am meisten daran interessiert, von jedem zu hören, der mehr und besseres Licht auf das Thema werfen kann.


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Das Netzteil des Dell-Laptops enthält mit ziemlicher Sicherheit eine Schaltung zur aktiven Leistungsfaktorkorrektur. Dies bedeutet, dass die von der Stromversorgung aufgenommene Stromwellenform der Spannungswellenform genau entspricht. Als wäre die Stromversorgung eine einfache Last wie ein Heizelement.

Vorteile sind ein kleinerer Hochspannungsspeicherkondensator, innerhalb des Netzteils weitaus geringere Oberschwingungen am Netzeingang einsetzbar. Da fast immer Strom in den Speicherkondensator eingespeist wird, nicht nur an den Spitzen der Wechselstromwellenform.

Durch die Verwendung eines solchen Netzteils mit modifizierter Sinuswellenleistung haben Sie mit ziemlicher Sicherheit die aktive PFC-Schaltung zerstört. und das Netzteil verhält sich jetzt so, als ob es keine aktive PFC mehr hat. Infolgedessen benötigt die Stromversorgung jetzt einen viel größeren Speicherkondensator, da sie nur an den Spitzen der Wellenform gespeist wird. Dies erklärt, warum das Netzteil etwas funktioniert, aber nicht die volle Nennleistung liefern kann.

Theoretisch könnte man eine hohe Gleichspannung einspeisen. Sagen wir 300VDC, und das Netzteil des Laptops arbeitet dann wieder mit voller Leistung. Ich empfehle auf jeden Fall, dies aus Sicherheitsgründen nicht zu tun. Wie praktisch alle Schalter, Sicherungen usw., die in Wechselstromnetzen verwendet werden. Sind nicht in der Lage, auf Hochspannungs-DC sicher zu funktionieren.

Kurze Antwort - Verwenden Sie kein neues Laptop-Netzteil am selben Wechselrichter. Sie werden es höchstwahrscheinlich auch töten. Sie benötigen einen Wechselrichter mit reinem Sinusausgang - Wenn Sie kein geeignetes DC-DC-Netzteil für Ihren Laptop finden.

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