Un inverter sinusoidale modificato potrebbe distruggere / danneggiare l'adattatore CA per un laptop?


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Di recente ho riscontrato uno scenario in cui ho tentato di utilizzare un inverter sinusoidale modificato Energizer EN500 per fornire alimentazione a un adattatore CA da 180 watt Dell. Il circuito che alimentava l'inverter era di 12 volt, 15 amp DC. L'ingresso dell'adattatore CA è 100-240 V ~ 2,34 amp, 50-60 Hz e l'uscita è 19,5 V, 9,23 amp. Non sono stato in grado di trovare altre specifiche online, ma è parte Dell # 74X5J e modello Dell # DA180PM111.

12 volt * 15 amp = 180 watt, e io (erroneamente?) Ho ipotizzato che l'adattatore non avrebbe necessariamente bisogno di 180 watt per tutto il tempo e che il caso peggiore sarebbe una miccia accesa se tentasse di assorbire più watt di potrebbe essere fornito. Mentre sto leggendo l'ingresso sull'adattatore CA, però, mi rendo conto che se davvero può assorbire fino a 2,34 ampere, a 110 volt che è oltre 250 watt ...?

Quando ho collegato l'inverter all'adattatore CA, la "spia di alimentazione" sull'adattatore CA si è accesa quando l'ho collegato all'inverter (indicando il collegamento all'alimentazione CA) e quando ho collegato l'adattatore al laptop, ha iniziato a lampeggiare acceso e spento. C'era un caricabatterie per telefono USB collegato a un'altra presa di corrente CC, con una "spia di alimentazione" più piccola che si accendeva e spegneva contemporaneamente, in parallelo con la luce sull'adattatore CA. Da allora, questo adattatore CA non ha funzionato per caricare la batteria del laptop, anche quando è collegato alla corrente CA domestica. Non so quanti watt stia emettendo, ma è appena sufficiente per alimentare il laptop a una velocità operativa notevolmente ridotta e la batteria non si carica affatto.

Quindi sembra che questo abbia fritto il mio adattatore CA. Sebbene sia (presumibilmente) troppo tardi per fare qualsiasi cosa per riparare l'adattatore, vorrei capire le possibili cause. Potrebbe essere dovuto all'inverter che emette onde sinusoidali modificate ? Dal cercarlo online, le onde sinusoidali modificate non sembrano quasi affatto onde sinusoidali :

immagine dell'onda sinusoidale modificata da Wikipedia

Tutto ciò che ho trovato online suggerisce che un adattatore CA per laptop dovrebbe funzionare bene con onde sinusoidali modificate. Ho verificato con Dell e mi hanno consigliato di utilizzare un adattatore sinusoidale puro, ma un adattatore sinusoidale modificato avrebbe comunque funzionato, anche se "stavo cercando una possibilità di ridurre la durata dell'adattatore CA". Durata della vita ridotta!

O è probabile che il guasto sia stato causato dall'adattatore CA che cercava di assorbire più corrente di quella che l'inverter, su un circuito a 12 V, 15 A CC, era in grado di fornire? Non avrei pensato che una potenza insufficiente potesse uccidere un adattatore CA ... vero?

Oppure è una combinazione del fatto che l'inverter stava fornendo onde sinusoidali modificate, e forse "pulsava" accendendosi e spegnendosi a causa dei requisiti di corrente in eccesso? Nella mia domanda sull'attualità su meta, DrFriedParts ha suggerito che l'errore potrebbe essere stato causato dal fallimento del circuito di serraggio dell'ingresso . Sarebbe più probabile che il circuito del morsetto di ingresso si guastasse se l'adattatore CA riscontrasse un numero rapido di cicli "on / off"?

Ottenere un po 'di educazione su questo avrà un impatto su quello che farò dopo. Nel rivedere lo schema elettrico del mio veicolo, vedo che una delle mie tre prese di corrente continua è un circuito dedicato da 20 amp. Potrei ottenere un inverter a onda sinusoidale pura e collegarlo a quel circuito da 20 amp, fornendo una potenza massima "teorica" ​​di 240 watt; So che in realtà ci sono perdite e non posso aspettarmi 240 watt dall'inverter. Se questa volta il colpevole fosse la mancanza di alimentazione, odio friggere di nuovo il mio adattatore CA sostitutivo allo stesso modo! Se la radice del problema, tuttavia, era un'onda sinusoidale modificata, allora posso risolverlo con un inverter migliore.


Solo una breve nota. Il pin centrale nel cavo dell'alimentatore rileva quando è presente il computer o il dispositivo e accende l'alimentatore. Puoi imitare il palcoscenico dal vivo posizionando un piccolo resistore da 1k sulla connessione. Penso che sia il perno centrale a terra (non l'ho fatto anni fa, quindi non ricordo) ma gioca con esso e un voltmetro prima di fare una mod. Fondamentalmente lo stesso del filo verde che accende un alimentatore desktop nella connessione molex. L'alimentatore vuole solo sapere che è collegato qualcosa. Spero possa aiutare.
Bryan,

Risposte:


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Le uscite "Modified Sine" sono approssimazioni pessime di AC

Questa è una cattura dell'output di un APC 650 registrato da Jesse Kovach, mentre è sotto carico.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Notare i gravi eventi di eccessiva ampiezza agli estremi (i picchi in alto e in basso). In realtà sono in realtà molto più grandi in ampiezza, ma l'oscilloscopio nell'immagine non era abbastanza veloce da catturarlo.

Gli spigoli vivi nel dominio del tempo equivalgono al rumore ad ampio spettro nel dominio della frequenza. Tutto questo contenuto ad alta frequenza rappresenta energia aggiuntiva che deve essere assorbita dai circuiti di protezione. In caso contrario, può superare l'isolamento resistendo ai limiti nei vari componenti dello stadio di ingresso e "bruciare". Se questo non esaurisce l'input, si verificherà un errore a cascata in cui causerà un errore sul lato secondario a causa della sovratensione risultante.

... e questa è solo una modalità di errore. Ce ne sono altri Le onde psue-sinusoidali sono scarse corrispondenze agli input delle onde sinusoidali. :(

Vai DC-DC anziché DC-AC-DC

Un approccio molto migliore (e molto più efficiente!) È passare direttamente da CC a CC (nota: non è possibile passare direttamente da CC a CC se la tensione di ingresso è inferiore alla tensione di uscita, ma i dettagli di questo è ben contenuto all'interno di un "convertitore DC-DC").

Sul mercato sono disponibili alimentatori autonomi in modalità switch per laptop Dell che accettano ingressi CC. Ecco un esempio:

Car DC a Dell 18V SMPS

da cui provengo:

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

Si prega di notare che non ho esperienza personale con questo particolare prodotto e molti convertitori DC economici sono progettati male internamente. Stai attento.


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Ho pensato all'idea dell'adattatore da CC a CC, ma non sono riuscito a trovarne uno adatto al mio laptop. Non me ne sono reso conto quando l'ho comprato, ma a quanto pare richiede un po 'di energia, più della maggior parte degli altri laptop Dell. Così tanti adattatori "generici", come l'adattatore da DC a DC a cui sei collegato, non forniscono energia sufficiente. : - / Nel mio mondo dei sogni, proverei a costruirne uno da solo ... ma non ho tempo per farlo :-)
Josh

@Josh DC-AC-DC fornirà sempre meno energia rispetto al ceteris paribus DC-DC. Quali sono i tuoi requisiti di alimentazione? Posso aiutarti a cercarlo. :)
DrFriedParts

L'adattatore CA afferma che può fornire fino a 9,23 ampere a 19,5 volt DC. Quindi questa è la potenza che sto cercando. Ho un circuito da 12 volt, 20 ampere disponibile nel nostro veicolo. Nel caso in cui fornisca utili informazioni aggiuntive, ecco l' adattatore CA ufficiale di Dell
Josh

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@DrFriedParts: sono d'accordo con quasi tutta questa risposta (e gli ho dato un +1). Tuttavia, non sono d'accordo con l'implicazione che sia OK progettare prodotti che falliscono quando sono alimentati da qualcosa che non è un'onda sinusoidale perfetta, come, ad esempio, le prese a muro di casa mia collegate alla rete elettrica NERC. Ho molto da imparare - ma piuttosto che discuterne qui, per favore risponderesti o commenteresti su electronics.stackexchange.com/questions/13143/… ? Grazie.
davidcary,

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@davidcary - Grazie. Sono certamente d'accordo con la tua preoccupazione e non faccio alcuna affermazione (espressa o implicita) sull'opportunità di progetti intolleranti. Detto questo, tutto nell'ingegneria comporta compromessi e questa capacità di resistenza può avere dimensioni, peso e prezzo di costo sostanziali. In definitiva, devi vincolare il tuo sistema o ogni prodotto sarebbe grande, costoso, lento sul mercato e affidabile come lo Space Shuttle!
DrFriedParts il

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L'ingresso dell'adattatore CA è 100-240 V ~ 2,34 amp

Ciò significa che con un ingresso di 100 V, alla massima potenza di uscita l'adattatore assorbirà 2,34 A o 234 W dalla rete, in genere qualsiasi alimentatore CA / CC assorbirà la massima corrente alla minima tensione di ingresso.

Mentre sto leggendo l'ingresso sull'adattatore CA, però, mi rendo conto che se davvero può assorbire fino a 2,34 ampere, a 110 volt che è oltre 250 watt ...?

180W su @ 234W in significa un'efficienza del 76,9%, che non è al di fuori del regno delle possibilità. Non dimenticare che anche l'inverter avrà la propria efficienza, facendo in modo che la porta di alimentazione a 12V si spenga ancora più in alto.

Non avrei pensato che una potenza insufficiente potesse uccidere un adattatore CA ... vero?

Un alimentatore sicuro, se esposto a gravi anomalie, può sicuramente fallire, e questo è perfettamente accettabile per le agenzie di regolamentazione fintanto che il guasto non presenta rischi per la sicurezza per l'utente finale - nessuna rottura della barriera galvanica dalla rete alla uscita, nessun rischio termico, nessun fumo nocivo o schegge.

Il fatto che Dell ti abbia avvertito sull'uso dell'adattatore con un ingresso sinusoidale a gradini è un'indicazione abbastanza buona che la sinusoidale a gradini ha contribuito alla scomparsa del tuo caricabatterie.

Se non hai bruciato la miccia della porta dell'accendisigari, probabilmente non eri in una modalità di fame in ingresso, quindi l'errore non è probabilmente dovuto alla potenza di ingresso limitata - molto probabilmente non ha "gradito" il seno a gradini onda.


Grazie per il feedback! Ho appena aggiunto un ulteriore dettaglio alla domanda. È questa frase nel terzo paragrafo: c'era un caricatore del telefono USB collegato a un'altra presa di corrente CC, con una "luce di alimentazione" più piccola che lampeggiava contemporaneamente anche su uno spegnimento, in parallelo con la luce sull'adattatore CA. " stava succedendo qualcos'altro?
Josh,

Il motivo della mia richiesta è che devo decidere se riprovare con un inverter a onda sinusoidale pura (e un adattatore CA sostitutivo). Se il colpevole fosse una potenza insufficiente, non avrei voluto friggere di nuovo l'adattatore nello stesso modo.
Josh,

Il fantasma ha declassato più di un anno dopo. Sospiro.
Adam Lawrence,

Immagino che il tuo inverter non abbia avuto abbastanza energia e invece di dare 110AC ha dato di meno che è di specifica per l'adattatore. Se si immette 70 V e l'adattatore tenta di produrre 210 W, dovrebbe assorbire almeno 3 A dall'ingresso che è fuori specifica e potrebbe far saltare l'adattatore. Forse l'adattatore ha un fusibile e quel fusibile si è bruciato a causa dell'aumentata corrente. Dato che è rotto comunque, potresti provare ad aprirlo e controllare il fusibile ma non tentare di ripararlo se non sei sicuro di cosa stai facendo!
Daniel P,

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Mentre le onde sinusoidali modificate causeranno un po 'più di stress sull'elettronica rispetto alle onde sinusoidali appropriate, non mi aspetto che causino un guasto catastrofico di un PSU altrimenti buono.

Gli alimentatori a commutazione possono anche essere stressanti per le fonti di energia. Luci, riscaldatori ecc. Rispondono a una tensione ridotta assorbendo meno corrente (e diminuendo la luminosità / producendo meno calore). D'altra parte, gli alimentatori a modalità commutata rispondono alla tensione ridotta assorbendo PIÙ corrente per mantenere i livelli di potenza.

L'accensione e lo spegnimento sono stressanti per gli alimentatori in modalità commutata, così come la sottotensione sull'ingresso. Dato che il tuo inverter si accendeva e si spegneva visibilmente, mi aspetto che mettesse molte più risorse sull'alimentazione di un inverter sinusoidale modificato correttamente funzionante.


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Anch'io ho usato il mio alimentatore Dell 96W 240 V su un inverter sinusoidale modificato. In questo caso l'inverter era di tipo da 12VDC a 240VAC alimentato da una batteria RV. Funzionava, ma il Dell PS funzionava notevolmente più caldo rispetto a quando funzionava con la corretta alimentazione CA, quindi desistevo PDQ.

Il mio inverter mod-sinusoidale era un'unità economica e allegra da 300 W simile a questa ...

Inverter sinusoidale modificato 300W

Mentre le onde sinusoidali modificate causeranno un po 'più di stress sull'elettronica rispetto alle onde sinusoidali appropriate, non mi aspetto che causino guasti catastrofici

Fortunatamente nulla è stato fritto per me, ma sono interessato ai commenti appresi di altri sui meccanismi di errore quando una modalità switch PS gestisce un input sinusoidale modificato. (Non considero i miei commenti qui sotto come nella categoria dei dotti).

Data la natura quasi quadrata dell'onda sinusoidale citata da DrFriedParts, avrei pensato

1) correnti di impulso ripetitive e troppo elevate nei diodi di ingresso della modalità di commutazione, e / o

2) ingresso surriscaldamento dei condensatori di memoria a causa della resistenza in serie equivalente dei tappi

sarebbero contendenti elevati nella posta in gioco in modalità fallimento. I tappi otterrebbero un intenso allenamento di assorbimento di corrente durante la fase di assenza di alimentazione del ciclo di tensione di ingresso, quando non c'è tensione o corrente attorno agli incroci zero e un incollaggio sulla carica quando viene applicata la tensione di passo.

La teoria di base suggerisce che un carico capacitivo non è salutare per un'alimentazione in modalità interruttore per i motivi di cui sopra e un carico induttivo / resistivo, come un motore o una lampada, è di gran lunga preferito.

Gli spigoli vivi nel dominio del tempo equivalgono al rumore ad ampio spettro nel dominio della frequenza. Tutto questo contenuto ad alta frequenza rappresenta energia aggiuntiva che deve essere assorbita dai circuiti di protezione.

Pensavo che lo stadio di ingresso di una modalità di commutazione non fosse molto più di un ponte a diodi e alcuni dispositivi limitatori di serie (resistore a piccolo ish o resistore NTC che alimentava alcuni condensatori ad alto voltaggio ad alta tensione, in parallelo con un piccolo cappuccio in poliestere con basso ESR per filtrare il rumore HF menzionato giustamente da DrF-P. Dopo di che un circuito chopper (ora di solito fatto con FET HV), un nucleo di ferrite per la conversione di tensione, più rettifica e quindi feedback per controllare il duty cycle / frequenza / tensione di uscita. sono necessarie parti che assorbono energia?

Non sono convinto che un guasto sul lato di ingresso potrebbe incresparsi negli stadi di uscita accoppiati al trasformatore, a meno che non si tratti di un condensatore catastrofico o di un'esplosione di un diodo che incolla tutto l'interno della fornitura.

Josh dice:

Quando ho collegato l'inverter all'adattatore CA, la "spia di alimentazione" sull'adattatore CA si è accesa quando l'ho collegato all'inverter (indicando il collegamento all'alimentazione CA) e quando ho collegato l'adattatore al laptop, ha iniziato a lampeggiare acceso e spento.

Per quanto riguarda queste osservazioni dei LED indicatori che lampeggiano quando dovrebbero essere accesi ... potrebbe essere dovuto alla modalità switch che non fornisce energia attorno al passaggio per lo zero, in virtù del fatto che i tappi di memoria di ingresso vengono scaricati?

Tale ipotesi potrebbe essere testata eseguendo il PS a vuoto o carico leggero, quando ci si potrebbe aspettare che i tappi abbiano ancora un po 'di carica. Se il PS deve funzionare alla capacità nominale, probabilmente il PS si sta spegnendo.

Il fatto che Dell ti abbia avvertito sull'uso dell'adattatore con un ingresso sinusoidale a gradini è un'indicazione abbastanza buona che la sinusoidale a gradini ha contribuito alla scomparsa del tuo caricabatterie.

Senti senti!

Sono pienamente d'accordo sul fatto che il modo migliore / più sicuro / più efficiente di procedere è quello di far funzionare il laptop da un caricabatterie per auto da 12 V CC a 19,5 V CC come descritto.

Prima di trovare un caricabatterie per auto simile simile avevo intenzione di costruire un tale dispositivo da un dispositivo ~ $ AUD4,00 come questo modulo boost regolabile da 150 W

Modulo boost da 150 W.

ma il prodotto pronto mostrato da DrFriedParts a $ 25,00 è più conveniente.

BESIDES E PRIMA DI QUALUNQUE PROVA A COSTRUIRE UN COSTRUZIONE , come ho appreso poco prima di intraprendere il progetto, Dells ha un brutto chip di identità integrato nei suoi alimentatori la cui funzione è quella di dire al laptop a quale tipo di PS è collegato: riferimento

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

Questo è ciò che si collega al terzo connettore (pin centrale) in un jack DC Dell. Senza di esso apparentemente il laptop rifiuterà di farsi carico. Posso confermare che il pin legge il circuito aperto sui terminali + ve e -ve, dando l'impressione (sbagliata) di non fare nulla.

Se il caricabatterie per auto non fa appello e un inverter sinusoidale puro è troppo costoso, qualcos'altro da provare è mettere un po 'di induttanza in serie con l'uscita dell'inverter per sbarazzarsi dei bordi taglienti della forma d'onda di uscita, ma si dovrebbe tenere uno sguardo a risonanze, saturazione del nucleo e altri problemi del circuito sintonizzato.

Come ho detto, si tratta di ipotesi senza il vantaggio di aver effettuato i test, quindi sarei molto interessato a sentire da chiunque sia in grado di chiarire meglio e meglio la questione.


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L'alimentatore per laptop Dell contiene quasi certamente circuiti di correzione del fattore di potenza attiva. Ciò significa che la forma d'onda corrente disegnata dall'alimentatore corrisponde strettamente alla forma d'onda della tensione. Come se l'alimentazione fosse un carico semplice come un elemento riscaldante.

I vantaggi sono un condensatore di memoria ad alta tensione più piccolo che può essere utilizzato all'interno dell'alimentatore, armoniche molto più basse sull'ingresso di rete. Poiché l'energia viene quasi sempre alimentata nel condensatore di memorizzazione, anziché solo ai picchi della forma d'onda CA.

Usando un tale alimentatore su potenza sinusoidale modificata, quasi sicuramente hai distrutto il circuito PFC attivo. e l'alimentatore ora si comporta come se non avesse più PFC attivo. Di conseguenza, l'alimentatore richiede ora un condensatore di archiviazione molto più grande, poiché viene alimentato solo ai picchi della forma d'onda. Questo spiega perché l'alimentatore funziona in qualche modo, ma non è in grado di fornire la potenza nominale massima.

In teoria, potresti alimentare una tensione DC elevata. Pronunciare 300 V CC e l'alimentazione del laptop funzionerà nuovamente a piena potenza. Consiglio vivamente di non farlo effettivamente per motivi di sicurezza. Come praticamente tutti gli interruttori, i fusibili ecc. Che vengono utilizzati sui sistemi di alimentazione CA. Non sono in grado di funzionare in sicurezza su DC ad alta tensione.

Risposta breve: non utilizzare un nuovo alimentatore per laptop sullo stesso inverter. Molto probabilmente lo ucciderai anche tu. È necessario un inverter con uscita sinusoidale pura - Se non riesci a trovare un alimentatore CC-CC adatto per il tuo laptop.

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