Меню

Инвертор напряжения без напряжения

Инвертор с пониженным питанием

Двухтактный полумостовой импульсный инвертор с малым весом и небольшими габаритами используется как источник питания и для регулирования оборотов электродвигателей постоянного тока. Пониженное напряжение питания инвертора предполагает использование в схеме ключевых транзисторов с низким паспортным напряжением. Предусмотрено регулирование выходного напряжения и тока, электронная защита от коротких замыканий в нагрузке и перегрузок в схеме, стабилизация выходного напряжения.

Введение:
Основные функциональные части схемы инвертора с пониженным питанием:
1. Входные цепи защиты от перегрузки и замыканий в цепях питания инвертора.
2. Сетевой помехоподавляющий двухзвенный фильтр.
3. Сетевой выпрямитель.
4. Сглаживающий фильтр высокого напряжения.
5. Стабилизатор пониженного напряжения питания инвертора.
6. Двухтактный ключевой усилитель — силовой инвертор.
7. Цепи передачи и формирования сигнала обратной связи стабилизации выходного напряжения.
8. Генератор импульсов прямоугольной формы.
10. Регулятор выходного тока.
11. Выпрямитель вторичного напряжения.
12. Цепи защиты и индикации нагрузки.

В схеме происходит тройное преобразование напряжения – переменное напряжение сети выпрямляется и сглаживается до постоянного тока, далее преобразуется — в инверторе, в импульсный ток, с частотой до нескольких десятков килогерц, который трансформируется в низковольтную цепь — выпрямляется, сглаживается и используется для питания электродвигателей постоянного тока, стабильным напряжением — электронных схем, преобразователей и низковольтных подогревателей.
Существенное отличие схемы данного устройства от прототипов — пониженное питание инвертора, что позволяет использовать ключевые транзисторы с низким паспортным напряжением.

Цепи обратной связи на оптопаре и импульсный трансформатор инвертора гальванически разделяют высокое сетевое напряжение инвертора от низковольтных цепей.
Низковольтный узел оснащён мощными лавинными диодами и цепями индикации напряжения и тока нагрузки.
Стабилизация выходного напряжения выполнена введением отрицательной обратной связи по напряжению с цепей нагрузки на вход модификации частоты генератора. С выходных клемм ХТ3, ХТ4 (Рис.1) сигнал рассогласования, усиленный параллельным стабилизатором DA3 подаётся через оптопару DA2 на вход управления таймером генератора 5DA1. Повышение температуры ключевых транзисторов инвертора от перегрева контролируется терморезистором RK1, введенным в цепь регулятора установки выходного напряжения R11.
Схема инвертора оснащена двумя регуляторами, оборотов – R2 и напряжения R11.

Основные технические характеристики:
Напряжение питания 190- 230 Вольт
Выходное напряжение заряда 6 — 27 Вольт
Выходной ток нагрузки 6 Ампер.
Частота преобразования 27 кГц.
Мощность преобразователя 150 ватт.
КПД 86%

Схема инвертора с пониженным питанием

Принципиальная схема:
Сетевой помехоподавляющий фильтр состоит из двухобмоточного дросселя Т2 и конденсатора С12, который позволяет снизить помехи преобразователя в сеть и устранить возможность проникновения импульсных помех из сети питания.
На входе сети установлены: предохранитель FU1 и выключатель SA1.
Выпрямитель VD5 дополнен сглаживающим фильтром на конденсаторе С11. После стабилизации пониженного напряжения питания инвертора — транзистором VT3, на уровне зависящем от напряжения стабилитрона VD4 — дополнительно сглаживается конденсаторами С8,С9, шунтированных резисторами R12, R13 — для выравнивания напряжений в средней точке, относительно питания. Варистор RK2 ограничивает ток заряда конденсаторов фильтра при подачи сетевого напряжения. Высокочастотный трансформатор -Т1 инвертора одним выводом подключен к средней точке соединения конденсаторов С8,С9, а вторым выводом, через разделительный конденсатор С7, к точке соединения силовых транзисторов VT1, VT2 — ключевого преобразователя.

Конденсатор С10 дополняет общую паразитную ёмкость первичной обмотки, для гашения паразитных ВЧ колебаний, возникающих в момент переключения транзисторов в контуре, образованных межвитковой ёмкостью первичной обмотки трансформатора Т1 и её индуктивности рассеивания.
Разделительный конденсатор C6 устраняет подмагничивание магнитопровода трансформатора Т1 инвертора постоянным током при разбросе параметров конденсаторов С8,С9 и транзисторов VT1,VT2 — позволяет использовать трансформатор преобразователя без зазора в магнитопроводе, что, в ином случае, потребовало бы увеличения габаритной мощности.

Выбор транзисторов VT1, VT2 – разной проводимости, в преобразователе заключается в подборе транзисторов, близких по значению характеристик — максимальной мощности не менее половины мощности нагрузки, паспортного напряжения не ниже 1/2 напряжения питания инвертора.
От коэффициента усиления транзисторов VT1,VT2 зависит скорость переключения тока и потери мощности управления.
Входная RC- цепь R7C4 защищает инвертор от возникновения сквозных токов, удлиняя время переключения транзисторов.

Подача напряжения питания на генератор и цепи зарядки конденсатора С2, по времени, зависящем от номиналов резисторов R1, R2, приводит к возникновению на выходе 3 микросхемы таймера DA1 импульса высокого уровня. Появление на базах транзисторов VT1,VT2 положительного импульса приводит к открытию транзистора VT1 и закрытию транзистора VT2. Конденсатор С6 в диагонали моста заряженный через открытый транзистор VT2 напряжением средней точки конденсаторов С8,С9 разрядится через транзистор VT1. В первичной обмотке трансформатора Т1 возникнет импульс тока, который трансформируется во вторичную обмотку. При переключении выходного напряжения генератора на низкий уровень, (выход 3DA1), транзистор VT1 закрывается,VT2 -открывается, на конденсаторе С6 сменится полярность напряжения и в первичной обмотке трансформатора Т1 возникнет ток обратного направления.

Микросхема таймера DA1 содержит: два операционных усилителя работающих в качестве компараторов – верхний по входу 6DA1 и нижний по входу 2DA1; RC- триггер; выходной усилитель и ключевой транзистор для разряда внешнего времязарядного конденсатора C2 — по входу 7DA1.
По окончанию заряда конденсатора С2 до уровня в 2/3 Uп внутренний триггер таймера DA1 переключит выход 3 в закрытое состояние, а выход 7 DA1 в открытое, конденсатор С2 начнёт разряжаться на минус источника питания через резисторы R2, R4. Конденсатор С6 перезарядится обратной полярностью напряжения через открытый транзистор VT1 — в цепи первичной обмотки трансформатора Т1 сформируется импульс тока. Первичное импульсное напряжение трансформатора T1, с коэффициентом зависящим от количества витков обмоток, трансформируется во вторичную цепь и выпрямляется высокочастотным мостом VD2-VD3 на лавинных диодах.

По окончанию разрядки конденсатора С2 до уровня 1/3 U — питания таймера, внутренний триггер переключит выходы 3,7 DA1 в исходное состояние. Цикл повторится.
Сглаживание пульсаций выпрямленного вторичного напряжения выполняется конденсатором С7.
Генератор импульсного напряжения выполнен на аналоговом таймере DA1 с минимальным энергопотреблением, по КМОП технологии — устанавливать таймеры типа КР1006ВИ1 не рекомендуется, ввиду кратного потребления тока.

Выводы 3 и 7 микросхемы DA1 работают в противофазе, при положительном уровне на выходе 3 относительно средней точки питания, на выходе 7DA1 нулевой уровень. При отсутствии высокого уровня на выходе 3DA1 внутренний транзистор таймера замыкает вывод 7DA1 на минус источника питания двухтактного преобразователя. Выводы 2 и 6 таймера DA1 — входа компараторов, которые переключают внутренний триггер таймера в зависимости от уровня напряжения на конденсаторе С2. Время заряда конденсатора С2 зависит от номиналов RC- цепи C2R1R2.

Время разряда зависит от номиналов R2,R4,C2.
Вывод 5 DA1 позволяет получить прямой доступ к точке делителя с уровнем 2/3 напряжения питания, являющейся опорной для работы верхнего компаратора и используется в цепи стабилизации выходного напряжения. Применение данного вывода позволяет менять этот уровень для получения модификаций схемы.
Контролируемое выходное напряжение с клемм ХТ3-ХТ4 через терморезистор RK1 поступает на установочный переменный резистор R11, которым регулируется ток внутреннего светодиода диодно — транзисторной оптопары DA1. При повышении напряжения на выходных зажимах открывается параллельный стабилизатор напряжения – таймер DA3. Ток через светодиод диодно — транзисторной оптопары DA2 возрастает при повышении выходного напряжения, транзистор оптопары открывается и шунтирует напряжение на выводе 5DA1 на минусовую шину питания, чем и модифицирует схему. Частота генератора возрастает без изменения скважности импульсов, что и приведёт к снижению выходного напряжения.

Читайте также:  Параметры напряжения блока питания компьютера

Питание инвертора выполнено от стабилизатора напряжения на транзисторе VT3. Пониженное напряжение питания генератора таймера DA1 выполнено на ограничителе напряжения — резисторе R6 и стабилизировано диодом VD1.
Вторичная цепь инвертора реализована на мощной паре лавинных диодов VD2- VD3, индикация наличия выходного напряжения индицируется светодиодом HL1.

Плата инвертора в сборе

Регулировка схемы:
Обороты электродвигателя постоянного тока устанавливаются резистором R2, максимальные обороты при максимальном напряжении — резистором R11. Подбором номинала резистора R9 в точке соединения эмиттеров транзисторов VТ1,VТ2 — устанавливается напряжение, равное половине напряжения питания инвертора.

Перед проведением испытания собранной схемы в разрыв цепи сетевого питания, временно, включить лампочку 220 вольт 100 ватт — это обезопасит от возможных ошибок в схеме.
Слабые накал сетевой лампочки и возрастание её яркости при подключении нагрузки, индицируют о нормальном состоянии электронной схемы.
По окончании контрольной проверки схемы сетевая лампочка удаляется, и преобразователь включается в сеть без ограничения тока в цепи питания. Обороты электродвигателя М1 должны возрастать плавно без рывков.

Радиодетали:
Диодная сборка VD5 установлена на напряжение не ниже 400 вольт и ток более трёх ампер. Низковольтный выпрямитель VD2- VD3 на напряжение не ниже 50 Вольт и ток не менее 20 ампер – импульсный ВЧ.
Транзисторы VT1,VT2 — разной проводимости, подойдут на напряжение свыше 90 Вольт и ток более трёх ампер, желательно с близкими параметрами.
Радиатор на транзисторы приняты стандартный, с установкой прокладок. Алюминиевые оксидные конденсаторы фирм «Nicon» или REC.

Терморезистор RK1 крепится к радиатору скобой, с прокладкой, и соединён с печатной платой гибкими проводами в изоляции.
На печатной плате выход к выносным элементам обозначен, как и в перемычках, квадратной клеммой.
Оптроны подойдут из серии LTV816, PC817.
Дроссель Т2 взят от блока питания компьютера YX-EE25-01 или выполнен на феррите диаметром 24-36 мм 2 *(14-20) витков провода ПЭЛ -0,8 мм.

Трансформатор T1 применён без перемотки от блока АТ/ТХ питания компьютера, типа KR4127, ERL35-2,Е1-28, сердечник 10*8*22. Обмотка 1Т1 составляет 38 -46 витков диаметром 0,6мм, вторичная обмотка имеет две обмотки по 7,5 витков каждая, сечением 4*0,27 мм — в жгуте, для снижения потерь от поверхностного эффекта при передаче высокочастотного тока. Печатная плата устанавливается в пластмассовом корпусе типа БП-1. Выносные элементы крепятся в отверстиях корпуса и соединяются с монтажной платой изолированными проводами подходящего сечения — управления 0,5мм, силовые 2мм. При наличии осциллографа проще проконтролировать наличие осциллограммы прямоугольного импульса на выходе 3DA1 и импульсного напряжения на обмотках трансформатора Т1. Выбор двигателя М1 зависит от потребности.
Во время испытаний следует соблюдать правила техники безопасности.

Литература:
1) Н.Нечаев. Стабилизаторы напряжения с микросхемой КР142ЕН19А. -Радио №6,2000, С.57.
2) М.Дорофеев Снижение уровня помех от импульсных источников питания.- Радио, №9, 2006, С.38-40.
3) С. Косенко. Расчёт импульсного трансформатора двухтактного преобразователя.- Радио №4, 2005, С.35-37.
4) А.Петров Индуктивности, дроссели, трансформаторы Радиолюбитель1/96, 2/96, 5/96, 7/96.
5) В.Коновалов. Зарядные устройства. Методические рекомендации. 2009.Творческая лаборатория «Автоматики и телемеханики» Иркутского центра «Энергосберегающие технологии». 6) В. Коновалов,А.Разгильдеев. Восстановление аккумуляторов.-Радиомир 2005 №3 С.7.
7) В.Коновалов. А.Вантеев. Технология гальванопластики.-Радиолюбитель №9, 2008.
8) В.Коновалов. Пульсирующее зарядно-восстановительное устройство -Радиолюбитель № 5, 2007г. С.30.
9) В.Коновалов. Ключевое зарядное устройство.- Радиомир №9, 2007, С.13.
10) Д.А.Хрусталёв. Аккумуляторы.г. Москва. Изумруд.2003 г.
11) В.Коновалов. Измерение R-вн АБ.- Радиомир, №8,2004, С.14.
12) В.Коновалов. Эффект памяти снимает вольтдобавка. –Радиомир №10,2005, С. 13.
13) В.Коновалов. Зарядно – восстановительное устройство для NI-Cd аккумуляторов. — Радио №3, 2006, С. 53.
14) В.Коновалов. Регенератор АКБ. — Радиомир №6,2008, С 14.
15) В.Коновалов. Импульсная диагностика аккумулятора.- Радиомир №7, 2008, С.15.
16) В.Коновалов. Диагностика аккумулятора сотовых телефонов. -Радиомир № 3, 2009, С11.
17) В.Коновалов. Восстановление аккумуляторов переменным током. -Радиолюбитель №7,2007, С 42.
18) В.Коновалов. А.Вантеев. Ступенчатое зарядно-разрядное устройство. – Радиомир №7,2009, С8.
19) В.Коновалов.А.Вантеев. Зарядное устройство на адаптере мобильника. Радиомир №4, 2010, С.9-11.
20) В.Коновалов. Е. Цуркан. А.Вантеев. Полумостовой инвертор в зарядном устройстве. Радиомир №6, 2010, С.13-16.
21) В.Коновалов Инвертор на гибридном тиристоре. — Радиомир №8,2010, С. 9-11.

Источник

Выбор инвертора (преобразователя напряжения)

Выбор инвертора (преобразователя напряжения)Любительский

Аватар пользователя

Инвертором называют устройство, преобразующее постоянный ток в переменный, меняя при этом величину напряжения.

Инверторы, преобразующие 12 В или 24 В в 220 В, становятся все востребованнее – ведь сфер применения этим приборам много:

  • автопутешествия – в дороге через инвертор к автомобильному аккумулятору можно подключить необходимые приборы – холодильник, насос, электроинструмент;
  • использование в системах альтернативных источников энергии — к примеру, для потребления электричества, выработанного солнечными батареями;
  • организация резервного источника электроснабжения для домашних нужд. Простая связка автомобильный аккумулятор + инвертор при неожиданном отключении электричества как минимум поддержит освещение в доме. Такая схема, кстати, имеет очень большое распространение в соседнем Китае – там аккумуляторы с инверторами нередкие гости в домах;
  • на даче или при строительстве загородного дома, кода линия электричества еще не подведена, или ее в принципе нет, а бензогенератор ставить не хочется.

И это еще не все ситуации, когда инвертор облегчит вам жизнь.

Если вы уже задумались о покупке такого прибора, то следует разобраться – какие виды преобразователей напряжения бывают, и как подобрать оптимальный вариант под ваши нужды, не переплачивая лишних денег.

Первое, с чем нужно определиться – зачем вам нужен инвертор?

Самые простые, миниатюрные и маломощные инверторы, подключаемые в машинах к прикуривателю, организуют «обычную розетку» для подключения прибора небольшой мощности – зарядки телефона или ноутбука, подзарядки фонарика. При этом не нужно будет возить с собой ворох проводов, для питания каждого из устройств от прикуривателя. Вы просто будете подключать родной провод в организованную розетку.

Через автомобильный прикуриватель не стоит подключать инвертор с нагрузкой выше 150 Вт – можно вывести из строя всю электропроводку автомобиля и нарваться на дорогостоящий ремонт. Потребителей выше 150 Вт следует подключать только напрямую к аккумулятору, через клеммы.

К таким преобразователям можно подключить уже более мощные приборы. Для уменьшения потерь КПД и надежности, подключение мощных инверторов к клеммам аккумулятора следует проводить не «крокодильчиками», которыми иногда комплектуется прибор, а медными клеммами, под винт. Сечение и длину проводов подключения выбирайте исходя из расчета потерь тока, а не по нагреву.

Следующее, на что стоит обратить внимание – форма тока, которую выдает инвертор. Это важный момент, так как он определяет, какое оборудование вы сможете подключить к инвертору. Есть два вида:

  • чистая синусоида – токовая кривая в виде ровной синусоиды. К такому инвертору можно подключать любые приборы, без опасений за их сохранность. Недостатком этого типа можно назвать только высокую стоимость – для получения чистого синуса требуется сложная электрическая схема.

  • модифицированная синусоида – вид токовой кривой, напоминающей синусоиду, но на деле являющейся ступенчатой характеристикой. К инвертору с модифицированным синусом не стоит подключать: асинхронные двигатели, компрессоры, чувствительные к помехам устройства. Приборы даже если и будут работать при таком питании, но с заметным ухудшением качества – звуковая аппаратура будет «фонить», насосы и двигатели сильно греться и шуметь. Самое меньшее зло в этой ситуации будет – уменьшение КПД, большее (при постоянной эксплуатации) – их скорый выход из строя, из-за тяжелого режима работы.
Читайте также:  Для чего нужен стабилизаторы напряжения трехфазные

Но это не значит, что инвертор с модифицированным синусом использовать не рекомендуется. Он не окажет негативного влияния на качество работы ламп освещения, нагревательных приборов, оборудования с импульсными блоками питания (ноутбуки, телефоны), большинство телевизоров, электроинструмент с коллекторными двигателями (лобзики, дрели). Однако для обеспечения работы электроинструмента от инвертора лучше докупить устройство плавного пуска – чтобы пусковые токи не выходили за пределы допустимого.

При выборе инвертора обязательно нужно продумать, что вы хотите к нему подключать, и уже после этого решать – готовы вы платить за устройство с чистым синусом, или оптимальной покупкой для вас будет менее дорогое устройство с модифицированной синусоидой.

Все преобразователи напряжения обладают двумя характеристиками по мощности –постоянная мощность и пиковая мощность прибора. Нужно различать эти два параметра.

Постоянная мощность говорит о том, с какой нагрузкой сможет справляться инвертор в длительном режиме работы. В зависимости от потребностей, можно подобрать устройство как невысокой мощности от 60 до 1000 Вт, так и серьёзный агрегат с мощностью от 1000 Вт и выше, позволяющий организовать мини-электростанцию на выезде.

Постоянную мощность необходимо выбирать таким образом, чтобы оставался запас, хотя бы 20 % – ни одно устройство не будет работать хорошо на пределе своих возможностей, поэтому не экономьте на этом моменте. Также не следует забывать о возможностях аккумулятора, ведь его емкость ограничена.

Пиковая мощность определяет предельную кратковременную нагрузку – от 150 до 10000 Вт. К примеру, пусковой ток холодильника, подключаемого к инвертору, как правило, в несколько раз выше номинальной мощности – это следует учитывать. Если вы не рассчитаете мощность инвертора для покрытия пускового тока, то прибор-потребитель не сможет начать работать.

Если инвертор будет работать от аккумулятора не снятого, а работающего от генератора машины, помните, что ток нагрузки инвертора не должен превышать выдаваемого тока генератора.

На деле подбор подходящей мощности не так уж и сложен, рассмотрим пример.

Подключаемая нагрузка: холодильник (15 Вт), зарядка ноутбука (80 Вт), зарядка телефона (60 Вт). Здесь, конечно, следует учесть пусковой ток холодильника, превышающий номинальный в 3-4 раза. Получится, что в момент включения холодильник потребит (в худшем случае) до 60 Вт. В итоге имеем, что для означенной нагрузки нам хватит инвертора в 300 Вт.

Конечно, не все инверторы работают с высоким КПД, при расчете мощности следует плюсовать к нагрузке еще возможные потери в кабеле, в зажимах и прочее – но вцелом видно, что для обеспечения минимально необходимых нужд сильно мощный инвертор не нужен. В большинстве случаев для комфортного туризма хватит прибора мощностью до 600 – 700 Вт, то есть с суммарным током нагрузки около 50 А, что гораздо меньше тока стандартного генератора на современных машинах.

Другой расклад получается, если вы захотите использовать инвертор для подключения электроинструмента – лобзиков, дрелей и др. Здесь уже целесообразно использование мощных инверторов – от 1 кВт и выше.

Преобразователи напряжения бывают различного уровня входного напряжения. Устройства до 2,5-3 кВт как правило работают от входного напряжения 12 В. Более мощные устройства, рассчитанные на выдачу нескольких киловатт, выпускаются на более высокие уровни напряжения – 24 и 48 В. Поэтому, выбирая инвертор, обратите внимание не только на мощность, но и на параметры входного напряжения:

  • максимальное входное напряжение от 12 до 30 В
  • минимальное входное напряжение от 9,2 до 24 В

Практически все инверторы оборудованы теми или иными видами защит, которые следят за параметрами работы, и помогают избежать критических ситуаций, действуя на отключение или звуковой сигнал:

  • защита от избыточного напряжения на входе
  • защита от короткого замыкания
  • защита от неправильного подключения
  • защита от низкого напряжения на входе (в том числе помогает избежать переразряда аккумулятора, отключая нагрузку при падении напряжения до заданной величины)
  • защита от перегрева
  • защита от перегрузки

Для подключения нагрузки у преобразователей напряжения могут быть предусмотрены различные выходы:

Устройство с необходимыми вам типами и количеством выходов выбирайте исходя из того, какое оборудование нужно подключить. Выходы постоянного тока с уровнем напряжения 12 – 28 В понадобятся для подключения специального автооборудования: магнитол, ТВ-приемников, подогрева сидений, автохолодильников). USB-порты пригодятся для подзарядки мобильных устройств. Выходы в виде розеток потребуются для «универсального» подключения электроприборов. При этом типы розеток могут быть различны:

Также встречаются преобразователи напряжения, не рассчитанные на подключение потребителя 220 В, и преобразующие 24 В в 12 В и 12 В в 24 В – у таких устройств розеток нет.

Длина кабеля инвертора может достигать 100 м. С одной стороны, кабель длиной 10-100 м — это удобно: обеспечивает мобильность устройства, его можно переносить, не трогая аккумулятор. С другой стороны, не стоит забывать, что каждый кабель является слабым звеном электросистемы, так как на нем происходят потери мощности. Поэтому не стоит гнаться за длиной кабеля. Лучше обратите внимание на его качество – чем толще кабель, тем выше его сечение и меньше потерь электричества он будет создавать. Чем гибче кабель – тем качественнее его материалы и меньше вероятность повреждения от загибов.

Инверторы выпускаются в корпусах из различных материалов:

  • алюминий
  • алюминий и пластик
  • металл
  • металл и пластик
  • пластик

С точки зрения пассивного охлаждения лучше всего инверторы в алюминиевом корпусе – он обеспечивает максимальный отвод тепла. Но для инверторов с активным охлаждением (вентилятором в корпусе), где проблема отвода тепла решена, лучшим вариантом будет корпус из стали – как более прочный. Комбинированные корпуса из алюминия+пластик или стали+пластик тоже хороший вариант, а вот корпус из одного пластика допустим только для маломощного прибора.

Устанавливать любой инвертор в машине необходимо так, чтобы обеспечивалось его охлаждение, то есть он не должен быть закрыт. Засунуть работающий инвертор в бардачок или в кейс – не лучший вариант.

В недорогом ценовом сегменте до 1400 рублей вы найдете инверторы небольшой мощности – до 200 Вт, с модифицированной синусоидой, рассчитанные на подключение к прикуривателю и питание мелких приборов.

В среднем ценовом сегменте от 1400 до 5000 рублей уже встретятся приборы помощнее – до 800 Вт, рассчитанные по большей части на подключение к аккумулятору, но все с той же модифицированной синусоидой.

В дорогом ценовом сегменте от 5000 и выше можно найти приборы как с чистым синусом, так и с модифицированным, но высокой мощности – до 5000 Вт.

Можно подвести итог: при выборе инвертора, не гонитесь за высокой мощностью прибора, т.к. все остальное оборудование может не вывезти такую нагрузку. Лучше обратите внимание на качество сборки, комплектующие и материалы. Стоить хороший качественный прибор даже средней мощности не будет дешево. Для некоторых видов оборудования подойдет инвертор только с чистым синусом на выходе. Не поленитесь рассчитать нагрузку перед подключением – и у вас не будет неприятных сюрпризов в последствии.

Источник



Применение электрических инверторов 12-220: обзор популярных моделей

Инверторами называют электрические приборы, совмещающие в себе функционал источника бесперебойного питания и стабилизатора напряжения. В зависимости от мощности, они могут обеспечивать питание одного или нескольких потребителей. Наибольшее распространение получили устройства для преобразования постоянного тока 12В в переменный 220В.

Читайте также:  Для чего нужно действующее напряжение

Сферы применения

Инверторы используются в различных ситуациях:

  • В дальних поездках обеспечивают возможность подключения к аккумулятору автомобиля
    необходимых приборов (холодильника, электрических инструментов и т.д.).
  • Преобразование энергии, полученной от альтернативных источников (например, от солнечных батарей).
  • Резервное энергоснабжение дома на случай неожиданного отключения электричества.
  • Источник энергии на загородных участках при отсутствии централизованной электрификации и т.д.

Для выполнения каждой из этих задач выбирают соответствующие модели преобразователей. Чаще всего инверторы 12/220 используются автомобилистами.

Классификация

Основными критериями классификации этих приборов являются мощность, форма тока и входное напряжение. Выбор конкретной модели зависит от целей, с которыми приобретается устройство.

Для подключения к автомобильному прикуривателю используются простейшие компактные преобразователи небольшой мощности. От них могут получать питание гаджеты с низким потреблением электроэнергии (телефоны, ноутбуки, вентиляторы, фонарики).

Преобразователи для питания приборов мощностью от 150 Вт присоединяют напрямую к клеммам аккумулятора. Чтобы снизить потери КПД, не рекомендуется использовать «крокодильчики», которые входят в комплектацию некоторых моделей. Для стабильного и надёжного подключения больше подойдут медные клеммы с винтовым соединением.

Номинальная и пиковая мощность

При выборе преобразователя следует суммировать мощность всех потребителей, которые будут к нему подключены. К полученному результату прибавляют ещё 20%, так как прибор не сможет долго работать на пределе возможностей. Кроме того, возможны потери вследствие плохого контакта в соединениях или низкого качества кабеля. Также нужно учитывать ёмкость аккумулятора.

Рассчитывать мощность инвертора необходимо по двум характеристикам: номинальной и пиковой. Первая из них определяет нагрузку, под которой прибор может работать длительное время. У бытовых моделей она обычно составляет от 60 до 1000 Вт. Однако существуют модификации, у которых этот показатель превышает 1 кВт. С их помощью можно обустроить мобильную мини-электростанцию. Их целесообразно покупать, например, для подключения электроинструментов.

Пиковая мощность характеризует максимальную нагрузку, которую инвертор может выдержать в течение короткого промежутка времени. Она варьируется в пределах 150 – 10000 Вт. Ток, потребляемый некоторыми электроприборами при начале работы, в несколько раз превышает номинальное значение. Выбирая преобразователь, нужно обязательно обратить внимание на этот момент, иначе подключенное к нему оборудование может не запуститься.

Для бытовых нужд (например, путешествий на автомобиле) обычно бывает достаточно инвертора мощностью до 600 Вт. Этого хватит, чтобы включить холодильник, зарядить телефон, ноутбук или фонарик. Ток нагрузки такого прибора составляет примерно 50 А, что значительно меньше показателей современных автомобильных генераторов.

Форма тока

Важным критерием выбора преобразователя является форма тока, получаемая на выходе. От этого параметра зависит, какие приборы к нему можно подключить.

Существует два вида формы:

  1. Чистая (непрерывная) синусоида. Диаграмма тока представляет собой ровную синусоиду. Такие приборы обеспечивают безопасное подключение любого оборудования. В схему этих устройств входят дорогостоящие комплектующие, поэтому цена на них достаточно высока.
  2. Модифицированная (изменённая) синусоида. Диаграмма тока – ступенчатая. Такие инверторы нельзя использовать для подключения электроинструмента с асинхронными двигателями, компрессоров и приборов, восприимчивых к помехам. Оборудование либо вообще не запустится, либо будет работать в экстремальном режиме, что приводит к снижению КПД и сокращению срока службы. Преобразователи с модифицированной синусоидой подходят для питания ламп, обогревателей, коллекторных двигателей, телефонов, ноутбуков, телевизоров. Повысить качество работы можно за счёт дополнительной установки устройства плавного пуска.

Защита

Инверторы оснащаются различными видами защиты, которые при достижении критических значений отключают прибор или подают звуковой сигнал, при следующих ситуациях:

  • Слишком высокое или слишком
    низкое напряжение на входе.
  • Короткое замыкание.
  • Перегрев.
  • Превышение допустимой нагрузки.
  • Неправильное подключение.

Чем выше стоимость устройства, тем больше внимания уделяется защитным мерам.

Выходы

Преобразователи могут оснащаться различными типами выходов для подключения потребителей:

  • Электрическая розетка (обычная, европейского стандарта или универсальная).
  • Разъём USB.
  • Специальные разъёмы DC напряжением от 12 до 28 В (к ним подключается автомобильное
    оборудование: магнитолы, телевизоры, подогрев сидений и т.д.).

Количество выходов каждого типа зависит от конкретной модели.

Кабель

В комплектацию инвертора входит кабель для подключения. Его длина может достигать 100 м. Это обеспечивает мобильность устройства, однако приводит к дополнительным потерям мощности. Рекомендуется обращать внимание не на длину, а на качество кабеля: он должен иметь достаточно большое сечение и быть гибким.

Материал

Для изготовления корпуса преобразователя могут использоваться разные материалы:

  • Алюминий.
  • Сталь.

Также существуют комбинированные варианты (алюминий с пластиком и сталь с пластиком).

Алюминиевый корпус лучше других обеспечивает пассивное охлаждение. Изделия из стали обладают повышенной прочностью. Вариант из пластика подходит только для маломощных инверторов.

Стоимость

Наиболее значимое влияние на стоимость преобразователя оказывает его мощность.

Выделяют три основных ценовых сегмента:

  • Начальный. Сюда входят маломощные устройства (до 200 Вт) для питания мелких приборов. Включаются в прикуриватель. Выдают модифицированную синусоиду. Стоимость – до 1400 руб.
  • Средний. Инверторы мощностью до 800 Вт с модифицированной синусоидой. Подключаются напрямую к аккумулятору. Стоимость – 1400 – 5000 руб.
  • Высший. Мощные устройства (до 5 кВт) с модифицированным или чистым синусом. Стоимость – от 5000 руб.

Популярные модели

Из всего многообразия инверторов потребители отдают предпочтение следующим моделям:

STURM AW98A03

Номинальная мощность прибора – 240 Вт. Отключение происходит при нагрузке более 360 Вт (30 А). Оснащается прочным корпусом и защитой от перегрева, перенапряжения и короткого замыкания. Прост в обращении, управление осуществляется одной кнопкой. Выдаёт изменённую синусоиду. Стоимость – около 2500 руб.

МАП «ЭНЕРГИЯ» 900

Мощность – 900 Вт (отключение происходит при достижении 1300 Вт). Оснащается цифровым дисплеем и большим набором разнообразных настроек и функций. Может использоваться в качестве ЗУ для автомобильного АКБ. Средняя стоимость – 28000 руб.

TBS POWERSINE PS600-12

Прибор с пультом ДУ, активным охлаждением и высоким КПД (92%). Корпус выполнен из стали. Нагрузка – до 500 Вт. Чистая синусоида. Защита от слишком высокого и слишком низкого входного напряжения. Стоимость – около 26000 руб.

MEANWELL 12/220V 1500W

Может работать от прикуривателя, аккумулятора или солнечных батарей. Отличается высокой мощностью и небольшими габаритами. Стоит порядка 7000 руб. Выдаёт чистую синусоиду.

RITMIX RPI-6010 CHARGER

Сочетает в себе функции выпрямителя, зарядного устройства для автомобильной АКБ и автономного источника питания. Стоит порядка 5000 руб.

MOBILEN SP-150

Мощность – 150 Вт. На выходе оснащается разъёмом USB и обычной розеткой. Имеется защита от перегрузки. Включается в прикуриватель. Стоимость – около 1000 руб.

LUXEON IPS-2000S

Мощность – до 1 кВт. Чистая синусоида. Высокий уровень защиты. КПД – 90%. Ремонтопригодность. Стоимость – от 8000 руб.

ШТИЛЬ PS12/300

Мощность – 300 Вт. Истая синусоида. Подключается к аккумулятору или прикуривателю. Средняя стоимость – 7500 руб.

Рекомендации по установке

Чтобы продлить срок службы преобразователя, следует тщательно выбрать место для его установки.

Противопоказаниями являются:

  • Высокая влажность.
  • Попадание солнечных лучей.
  • Наличие поблизости отопительных
    приборов и легковоспламеняющихся предметов.

Вывод

Высокая мощность не является приоритетом при выборе инвертора. Основное внимание следует уделить качеству сборки и комплектующих, а также соблюдению правил установки и подключения.

Видео-обзор электрического инвертора Luxeon IPS 2000s 12В на 220В

Источник