Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

Содержание

Как из 220 вольт сделать 12 вольт самостоятельно

Проще всего сделать аналоговое устройство на базе трансформатора вида тор. Такое устройство несложно выполнить самостоятельно. Для этого понадобится любой трансформатор с первичной обмоткой, рассчитанной на 220 вольт. Вторичная обмотка рассчитывается согласно несложным формулам или подбирается практическим путём.

Для подбора может понадобиться:

  • прибор для измерения напряжения;
  • изолирующая лента;
  • киперная лента;
  • медная проволока;
  • паяльник;
  • инструмент для разборки (кусачки, отвёртки, плоскогубцы, нож и т. п. ).

В первую очередь необходимо определить, с какой стороны переделываемого трансформатора расположена вторичная обмотка. Аккуратно снять защитный слой для получения к ней доступа. Используя тестер, измерить напряжение на выводах.

В случае меньшего напряжения к любому из концов обмотки допаять проволоку, тщательно заизолировав место соединения. Используя эту проволоку сделать десять витков и опять измерить напряжение. В зависимости от того насколько увеличилось напряжение и рассчитать дополнительное количество витков.

В случае если напряжение превышает требуемое, делаются обратные действия. Отматываются десять витков, измеряется напряжение и рассчитывается, сколько их необходимо их убрать. После этого лишний провод обрезается и запаивается на клемму.

По окончании работ трансформатор собирается в обратной последовательности. Если все правильно рассчитано, то получится преобразователь из 220 в 12 вольт переменного напряжения. Для получения постоянного напряжения необходимо добавить выпрямитель. Это простейшее электронное устройство, состоящее из диодного моста и конденсатора. Используя свойства диодов, напряжение выпрямляется, а с помощью конденсатора убираются паразитные влияния.

Следует отметить, что при использовании диодного моста выходная разность потенциалов поднимется на величину, равную произведению переменного напряжения и величины 1.41.

Главным преимущество трансформаторного преобразования является простота и высокая надёжность. А недостатком — габариты и вес.

Самостоятельная сборка импульсных инверторов возможна только при хорошем уровне подготовке и знаний электроники. Хотя можно купить готовые наборы КИТ. Такой набор содержит печатную плату и электронные компоненты. В набор также входит электрическая схема и чертёж с подробным расположением элементов. Останется только всё аккуратно распаять.

Используя импульсную технологию, можно сделать и преобразователь с 12 на 220 вольт. Что очень полезно при использовании в автомобилях. Ярким примером может служить источник бесперебойного питания, сделанный из стационарного оборудования.

Инструкция по установке устройства в машину

Опытные автомобилисты советуют не использовать штатные провода, если преобразователь напряжения с 12 на 220 будет соединяться с аккумулятором. К тому же они часто не достают, бывают короткими. Лучше провести отдельные шнуры со стороны водителя напрямую от АКБ, проведя их в отверстие под монтажным блоком. Кабели не должны быть толстыми, иначе не пройдут.

Толстый медный кабель, рассматриваемый как более надёжный вариант, проводится уже по правому борту автомобиля. Такой провод даст возможность подключать мощные инверторы силой до 10 Ампер. Например, на автомобиле Ваз 2111 кабель можно вдеть в отверстие для шланга омывания стёкол, правда, придётся демонтировать жабо. На других моделях авто также надо поискать удобные варианты.

С аккумулятора должно идти 2 провода — плюс и масса. Не рекомендуется брать минус от кузова, так как он считается ненадёжным проводником. Силовые кабели должны иметь наконечники и быть обжаты. Розетки вывести в салон между передним и задним сиденьем. Вполне подойдёт обычный удлинитель с несколькими гнёздами, который легко закрепляется на спинке кресла саморезами.

Нельзя забывать, что отдельные автомобильные адаптеры могут поглощать ток в выключенном состоянии. Поэтому рекомендуется ставить в машину отдельную аккумуляторную батарею специально для преобразователя.

Распространенные схемы

Чтобы преобразовать напряжение одного уровня в другое, используют импульсные преобразователи с установленными индуктивными накопителями энергии. Исходя из этого, различают три типа схем преобразования:

  • Инвертирующие.
  • Повышающие.
  • Понижающие.

Во всех перечисленных схемах используются электрические компоненты:

  1. Основной коммутирующий компонент.
  2. Источник питания.
  3. Конденсатор фильтра, который подключают параллельно сопротивлению нагрузки.
  4. Индуктивный накопитель энергии (дроссель, катушка индуктивности).
  5. Диод для блокировки.

Комбинирование данных элементов в определенной последовательности позволяет построить любую из вышеперечисленных схем.

Простой импульсный преобразователь

Самый элементарный преобразователь можно собрать из ненужных деталей от старого системного блока компьютера. Существенный недостаток данной схемы — выходное напряжение 220В далеко от идеала по своей форме синусоиды, имеет частоту, превышающую стандартные 50 Гц. Не рекомендуется подключать к такому аппарату чувствительную электронику.

Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

В данной схеме применено интересное техническое решение. Для подключения к преобразователю техники с импульсными блоками питания (например, ноутбук) используют выпрямители со сглаживающими конденсаторами на выходе из устройства. Единственный минус — адаптер будет работать только в случае совпадения полярности выходного напряжения розетки с напряжением выпрямителя, встроенного в адаптер.

Для простых потребителей энергии подключение можно осуществить напрямую к выходу трансформатора TR1. Рассмотрим основные компоненты данной схемы:

  • Резистор R1 и конденсатор C2 — задают частоту работы преобразователя.
  • ШИМ-контролер TL494. Основа всей схемы.
  • Силовые полевые транзисторы Q1 и Q2 — используются для большей эффективности. Размещаются на алюминиевых радиаторах.
  • Транзисторы IRFZ44 можно заменить близким по характеристикам IRFZ46 или IRFZ48.
  • Диоды D1 и D2 также можно заменить на FR107, FR207.

Если в схеме предполагается использование одного общего радиатора, необходимо установить транзисторы через изоляционные прокладки. По схеме, выходной дроссель наматывают на ферритовое кольцо от дросселя, которое также извлекают из блока питания компьютера. Первичную обмотку изготавливают из провода 0,6 мм. Она должна иметь 10 витков с отводом от середины. Поверх нее наматывают вторичную обмотку, состоящую из 80 витков. Выходной трансформатор можно также изъять из ненужного ИБП.

Схема очень проста. При правильной сборке она начинает работать сразу, не требует точной настройки. Отдавать в нагрузку она сможет ток до 2,5 А, но оптимальным режимом работы будет ток не более 1,5 А — а это более 300 Вт мощности.

ИНТЕРЕСНО: В магазине подобный преобразователь стоит в районе 3-4 тысяч рублей.

Схема преобразователя с выходом переменного тока

Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

Данная схема известна еще радиолюбителям СССР. Однако это не делает ее неэффективной. Наоборот, она очень хорошо себя зарекомендовала, а главный ее плюс — получение стабильного переменного тока с напряжением 220В и частотой 50 Гц.

В качестве генератора колебаний выступает микросхема К561ТМ2, представляющая из себя D-тригер сдвоенного типа. Этот элемент можно заменить зарубежным аналогом CD4013.

Сам преобразователь имеет два силовых плеча, построенных на биполярных транзисторах КТ827А. Они имеют один существенный недостаток по сравнению с новыми полевыми транзисторами — данные компоненты сильно нагреваются в открытом состоянии, что происходит из-за высоких показателей сопротивления. Преобразователь работает на низкой частоте, поэтому в трансформаторе используют мощный стальной сердечник.

В данной схеме используется старый сетевой трансформатор TC-180. Он, как и остальные инверторы на основе несложных ШИМ-схем, выдает значительно отличающуюся синусоидальную форму напряжения. Однако этот недостаток немного сглаживается большой индуктивностью обмоток трансформатора и выходным конденсатором С7.

ВАЖНО: Иногда трансформатор может издавать ощутимый гул во время работы. Это говорит о неполадках в работе схемы

Популярные статьи  Коэффициент пульсации

Популярные модели

Современный рынок предлагает большой выбор гибридных инверторов.

Выделим несколько популярных моделей:

  1. Прогресс 48-6000-Hybrid — надежный инвертор для альтернативных источников питания. Работает автономно с возможностью подключения параллельно бытовой сети. Имеет мощное зарядное устройство до 80 А. Производитель — А-электроника. Рабочее напряжение АКБ от 38 до 67 В. Выходное U 200 — 240V. КПД 92%. Предусмотрена защита выхода от перегрузки и выгода от КЗ. Имеется предохранитель в цепи АКБ. Имеется гальваническая развязка. Вес — 4,6 кг. Мощность (долговременная / пусковая) — 5 кВт.
  2. Прогресс 24-6000-Hybrid — еще ода модель нового поколения, умеющая работать параллельно с сетью и в автономном режиме. Комплектуется зарядным устройством до 100 А. Мощность устройства (долговременная и пусковая) — 4 и 6 кВт соответственно. Напряжение на входе и выходе — 100-270 В и 19-33 В. Потребляемый ток в режиме сна — 20 мА. Устройство работает с КПД в 92%. Габариты составляют 11,5х14,5х42,5 см, а вес — 4,6 кг. Предусмотрена защита выхода от КЗ и перегрузка. Стоит предохранитель в цепи АКБ на 160 А. Имеется гальваническая развязка.
  3. Прогресс 12-5000-Hybrid — качественный инвертор гибридного типа с возможностью автономной работы, в том числе параллельно с сетью. Имеет мощность 3 и 6 кВт для долговременной и пусковой характеристики. Подключается к напряжению от 100 до 270 В переменного тока. Рабочее U от 9,5 до 16 В. Потребляемый ток 20 мА. Устройство работает с КПД 92%. Способно выдерживать температурный режим от -40 до +40 градусов Цельсия. Есть защита выхода от перегруза и КЗ, а также от перезаряда аккумулятора. Размеры — 11,5х14,5х42,6 см, вес — 4,2 кг.
  4. ИС2-24-300 — продукт компании СибКонтакт. Не относиться к гибридным, но про него стоит упомянуть. Изделие рассчитано на входное напряжение от 21 до 30 В с выдачей на выходе 220 В (50 Гц). Рабочая мощность — 300 Вт, а максимальная — 60 Вт. Рабочая температура от -40 до +40 градусов Цельсия. КПД — 92%. К устройству можно подключить любое оборудование, рассчитанное на питание от бытовой сети. Имеется защита от повышения напряжения, КЗ, перегрузки и перегрева. Имеется режим энергосбережения и от полной зарядки.
  5. SILA PV 4000P — солнечный гибридный инвертор, мощностью 4000 Вт, сочетающий в себе опции контроллера заряда АКБ, инвертора и ЗУ для аккумулятора на 220 В. Работает в диапазоне напряжений от 180 до 270 В. Номинальное U — 48 В. Температурный режим — от 0 до +55 градусов Цельсия. Размеры — 46,8х29,75х12,5 см.

При желании можно выбрать и другие модели — Solax X3-Hybrid-6.0-D-E, Solax X1-1.1, Solax X3 20KW, Solax X1-Hybrid-3.7-D-E, ИС2-12-300, Сибвольт 4024 и другие. Главное — внимательно подойти к изучению характеристик.

Что такое гибридный инвертор, принцип действия

Начнем с теоретической части и разберемся с особенностями оборудования.

Гибридный инвертор — устройство, позволяющее параллельно использовать напряжение от источников постоянного (DC) и переменного (AC) тока. Приоритет отдается какому-то одному источнику, а второй находится «на подхвате» и подключается в случае потери напряжения.

Основная функция — преобразование постоянного тока в переменный с дальнейшим подключением к электрической сети дома для бесперебойного электроснабжения.

В качестве источника DC может выступать солнечная батарея, небольшая гидроэлектростанция, ветряная мельница и т. д.

Принцип действия гибридного оборудования зависит от времени суток:

  1. День. В этот период энергия солнца попадает на фотоэлемент, преобразуется в электричество и подается к инвертору для преобразования. На выходе получается напряжение, максимально подходящее для бытовой сети. После этого устройство питает электрическую сеть дома, заряжает АКБ, а при чрезмерном заряде сбрасывает «лишнее» в общую сеть по «зеленому» тарифу.
  2. Вечер, ночь. С учетом выбранного режима гибридный инвертор подает напряжение на дом от АКБ или от бытовой сети.

Благодаря переключению режимов, обеспечивается круглосуточная подача электричества в бытовую сеть без сбоев (даже при потере одного из источников питания).

В зависимости от применяемой модели гибридный инвертор может иметь следующие возможности:

  • «подмешивание» энергии от АКБ;
  • добавление мощностей оборудования и электросети;
  • регулировка частоты тока на выходе;
  • подключение сетевых фотоэлектрических инверторов;
  • автоматическое переключение цепи питания потребителей и т. д.

Преимущество использования преобразователей напряжения

Благодаря тому, что инверторы обладают целым рядом положительных характеристик, их очень ценят при использовании для различных видов электротехники. Устройства работают бесшумно, не засоряют окружающую среду всевозможными выхлопами. Стоимость обслуживания подобных приборов является минимальной: выполнять проверку давления в двигателе нет необходимости. У инверторов достаточно незначительный механический износ, что позволяет использовать их различным потребителям. Инверторы 12 220 В работают на повышенных мощностях  КР121 ЕУ, обладают повышенным КПД.

В процессе сборки инверторов с задающими устройствами в качестве мультивибраторов, достоинство преобразователей выражается в том, что прибор обладает доступностью и простотой. Размер изделий компактен, отремонтировать их не составляет сложности, а эксплуатировать можно даже при низкой температуре.

Рейтинг лучших мало мощных инверторов

Wester MSW250

Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

Отличная модель с 250 Вт, которая позволит подключить некоторые бытовые приспособления в автомобиль. КПД – 85%. Способ охлаждения – активный. На панели присутствует одна розетка и один USB-разъем. Входное напряжение – 12 В, выходное – 220 В. Пиковое значение мощности – 500 Вт, что является отличным результатом для изделий подобного типа.

Wester MSW250

Достоинства:

  • Надежность;
  • Защита от короткого замыкания;
  • Хорошее охлаждение;
  • Высокая пиковая мощность;
  • Популярный производитель.

Недостатки:

Не выявлено.

Ritmix RPI-4002

Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

Хорошее изделие китайского производителя, который гарантирует качество и надежность на долгий период. Стандартное значение составляет 400 Вт, при этом предельная величина – 800 Вт. Подключение осуществляется при помощи клемм или прикуривателя. Присутствуют полезные защитные функции, которые продлят период эксплуатации.

Средняя цена – 2 500 рублей.

Ritmix RPI-4002

Достоинства:

  • Высокая степень защиты;
  • Хорошее КПД;
  • Удобное подключение;
  • Качественный корпус;
  • Пиковая величина – 800 Вт.

Недостатки:

Цена.

Airline API-150-01

Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

Отличный компактный прибор, который дополнит каждую машину. Подключение происходит при помощи прикуривателя. КПД равен 90%, поэтому прибор пользуется широкой популярностью у многих автовладельцев. Корпус изготовлен из качественного пластика, не издает скрипов при нажатии и смотрится хорошо.

Средняя цена – 1 500 рублей.

Airline API-150-01

Достоинства:

  • Хорошая защищенность;
  • Не нагревается;
  • Выдает стабильные 220 В;
  • Оптимальная стоимость.

Недостатки:

Не выявлено.

Энергия AutoLine 350

Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

Надежный прибор российского производителя, который позволит зарядить ноутбук или посмотреть фильмы на телевизоре. Минимальная температура для эксплуатации составляет -10 градусов, максимальная – 40 градусов. Изделие оснащено шестью системами защиты, что позволяет увеличить срок эксплуатации в разы. Значение КПД ровняется 92%.

Средняя цена – 2 900 рублей.

Энергия AutoLine 350

Достоинства:

  • Безопасность;
  • Прочный корпус;
  • Надежность;
  • Стабильная работа;
  • Долговечность;
  • Хорошее охлаждение.

Недостатки:

Не выявлено.

KOTO 12V-504

Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

Неплохая модель китайского производства, которая гарантирует надежность и безопасность на весь период эксплуатации. Выдает стабильные 220 В, поэтому изделие можно использоваться для зарядки ноутбука или подключение нетребовательного гаджета. Прибор справится с подобным оборудованием на 100%. Присутствуют две защитные функции, которые обеспечат качественную работу на протяжении длительного периода.

Средняя цена – 1 700 рублей.

KOTO 12V-504

Достоинства:

  • Хорошая сборка;
  • Удобное подключение;
  • Компактность;
  • Корпус состоит из ударопрочного пластика;
  • Технические характеристики;
  • Защита от перегрузки.

Недостатки:

Не обнаружено.

Технические характеристики

Все электропреобразователи на выходе выдают стандартную частоту 50 Гц и напряжение 220 В. Эти выходные данные соответствуют требованиям домашнего электричества и совместимы со всеми потребителями. К основным параметрам относятся:

  • номинальная мощность;
  • КПД;
  • активная или пассивная система охлаждения;
  • потребление электроэнергии на холостом ходу;
  • величина максимального тока потребления на входе;
  • напряжение питания;
  • устройства защиты от короткого замыкания и перегрева оборудования.

Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

В зависимости от модели инвертора 12—220 вольт, потребители на выходе получают прямоугольную синусоиду напряжения или в более дорогих конструкциях она соответствует стандартному значению. Некоторые приборы, обладающие большой пусковой мощностью, невозможно запустить от преобразователя.

Популярные статьи  Почему при закипания электрический чайник открывает крышку?

Вам это будет интересно Розетка с таймером: инструкция по применению и принцип работы

Для этого необходимо применять переходники, состоящие из конденсаторов, которые могут обеспечить достаточный пусковой ток. Иногда просто необходимо ограничить применение некоторого электрического оборудования.

Принципы работы

Современный автомобильный инвертор – это приспособление,
преобразующее постоянный ток в аккумуляторе авто в переменный. Чтобы
преобразовать «постоянные» 12 вольт в автомобиле – в переменное напряжение,
пригодное для работы обычного бытового оборудования, инвертор генерирует
гармонические колебания с искусственной амплитудой и частотой с показателями,
соответствующими обычной электросети напряжения в квартире – 220 вольт, 50 герц.

Автомобильный автоинверторОсобенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в
Автоинвертор позволяет подключить обычные бытовые электроприборы к бортовой
сети автомобиля

По конструкции устройства бывают низкочастотными
(трансформаторы) и высокочастотными (транзисторными на ШИМ контроллерах). В
авто в основном используют высокочастотные компактные приборы малой и средней
мощности, способные работать от напряжения 12V (для легкового) и 24V (для грузового) автомобиля. Важная характеристика переменного
тока, который выдает инвертор — форма выходного сигнала. Она не зависит от мощности
и бывает «приближенной к правильному синусу» (так называемой «квадратной»
синусоидой в форме меандра со ступенькой), или чистой – «правильной» формы, в
виде плавно переходящей синусоиды. Недорогие устройства выдают первый вариант,
вызывающий преждевременный отказ асинхронных электродвигателей, трансформаторов
и других индукционных приборов.

Виды автомобильных инверторов

Блоки питания для автомобилей принято разделять на категории:

  • по качеству амплитуды выходного сигнала;
  • по допустимой мощности нагрузки;
  • по территориальному расположению производителя.

Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

По синусоиде

Преобразователи могут формировать кривую напряжения нескольких видов:

  1. Чистая синусоида без отклонений графика. Рассчитана на подключение любых потребителей. Недостатком оборудования является повышенная цена, поскольку для получения равномерной кривой необходима сложная электронная схема.
  2. Модифицированная или аппроксимированная (имеет ступенчатый характер). Оборудование не подходит для подсоединения асинхронных двигателей или электроники. Отклонения кривой вызывают фоновые шумы и повышенный нагрев двигателей с одновременным падением КПД и ресурса.

По мощности

Перед тем как подобрать преобразователь, следует определиться с мощностью нагрузки. Производители указывают пиковое и номинальное значение, которые отличаются в 1,5-2 раза. Нормальный параметр позволяет определить мощность на протяжении длительного времени (например, отдача от 1000 Вт позволяет подсоединять различный электрический инструмент). Рекомендуется приобретать инвертор с запасом по номинальной мощности не менее 20%.

По стране-производителю

Большинство инверторов выпущено на территории Китая, часть изделий собрана в России с использованием китайских комплектующих (трансформаторов, электронных компонентов или деталей корпуса). Подобная практика является нормой

При подборе необходимо обращать внимание на технические параметры и анализировать отзывы покупателей

Принцип работы

Особенности применения и устройства сварочных трансформаторов

Принцип действия всех современных преобразователей напряжения основывается на работе высокочастотного ШИМ (широтоно — импульсной модуляции) контролера, который и задаёт весь режим преобразования. Силовая часть выполнена на достаточно мощных транзисторах, в качестве теплоотвода которых, используются алюминиевые радиаторы или же сам корпус устройства. На входе чаще всего устанавливается предохранитель, защищающий от коротких замыканий в цепи автомобильного аккумулятора. Ведь от этого он будет испорчен. Внутри его нет никаких токоограничивающих устройств. Для того чтобы избежать перегрева устанавливается один или даже несколько вентиляторов. Некоторые бюджетные преобразователи напряжения могут работать в нормальном режиме при постоянно включенной принудительной вентиляции. Главное, чтобы на выходе устройства было стабильное переменное напряжение чистой синусоидальной формы. Иногда некоторые некачественные приборы выдают модифицированную синусоиду, от которой не каждый бытовой прибор будет работать в нормальном режиме, а может и попросту выйти из строя.

Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

Классификация преобразователей напряжения

Если рассматривать автомобильные преобразователи по критериям универсальности и конструктивной сложности, то всё их многообразие можно разделить на два вида:

  • приборы с модифицированной синусоидой;
  • устройства с «чистой» синусоидой.

На выходе первых формируется напряжение, форма которого приближается к синусоиде при помощи множества прямоугольных ступенек ( меандр, о котором мы говорили чуть выше, является наиболее грубым приближением). Чем больше ступенек, тем точнее сигнал и меньше помех на выходе, что требует усложнения электрической схемы. Поэтому качественный автопреобразователь с модифицированной синусоидой стоит недёшево. Что же касается вторых, то они имеют выходное напряжение с параметрами, приближенными к стационарной электрической сети (форма сигнала – «чистая» синусоида).

Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

Кроме того, инверторы делят на три класса мощности:

  1. Маломощные – для нагрузки не более 300 Вт. Питают зарядные устройства и блоки питания цифровой техники, осветительные лампы, электробритвы. Приборы этого типа оснащаются разъёмом для подсоединения к гнезду прикуривателя.
  2. Средней мощности – рассчитанные на 300-1500 Вт. Массовый класс автопреобразователей, которые подходят для подключения бытовой техники – от телевизоров до микроволновых печей и др. Подобные устройства требуют токоотдачи более 25 А, поэтому их можно питать непосредственно от автомобильного аккумулятора.
  3. Мощные устройства, предназначенные для нагрузки 1500 Вт и выше. Потребляют ток более 125 А и дают возможность использовать в дороге любую технику и электроинструмент – дрель, болгарку и т. д.

Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

Если же говорить о классификации по производителю, то наиболее качественными считаются устройства, изготовленные известными европейскими, японскими и американскими компаниями. Второе место отдадим продукции отечественных брендов – она имеет оптимальное соотношение цены и качества. В конце списка — инверторы «ноунейм»-производителей и недорогие приборы китайской сборки.

Купить или самому сделать?

Конечно, приобрести готовый инвертор – это не проблема. В любом магазине электротоваров выбор их просто огромен. И они отличаются по мощности, стоимости, вариантам исполнения. Но вот цена инвертора мощностью около 0,5 кВт составит не менее трех тысяч рублей – а это внушительная сумма. Причем подключить к нему много оборудования вряд ли получится.

Поэтому некоторые владельцы автомобилей, у которых появляется свободный аккумулятор, задумываются над тем, как самостоятельно изготовить преобразователь напряжения. В статье будут рассмотрены различные конструкции преобразователей, которые получили широкое распространение у электротехников.

Для чего нужен и где используется

Занимая немного места в машине, инверторы дают неоценимую пользу. Они легко интегрируются с различными штекерами, даже с прикуривателем. С их помощью можно проводить электричество в палатку, питать ноутбук, смартфон, планшет.

С другой стороны, продолжительность работы таких устройств имеет ограничение. Инверторы целиком зависят от аккумулятора, ёмкость которого не бесконечна. К тому же изменённую форму тока принимают не все бытовые приборы. Поэтому в поездках приходится довольствоваться электроприборами с низким потреблением тока. Преобразователи, способные выдавать до несколько киловатт, берут с собой в туристические поездки редко, чаще используют маломощные приборы, способные экономить энергию.

Особенности конструкции и работы преобразователя

Из-за того, что работа преобразователя происходит на низких частотах, у трансформатора должен быть сердечник из стали. Рекомендуется применять силовой трансформатор, который использовался в отечественных цветных телевизорах (на лампах). Это ТС-180 и аналогичные. Как и большинство других инверторов, построенных на простых ШИМ-модуляторах, эта конструкция способна выработать синусоиду, но не очень качественную – на графиках работы можно видеть заметные ступени.

Чтобы сгладить эти пульсации, устанавливается конденсатор, на схеме он обозначен С7. Высокая индуктивность обмоток трансформатора тоже позволяет существенно сгладить пульсации, но неизбежно появится гудение. Стоит отметить, что гул от трансформатора – это норма, а не признак поломки.

Виды преобразователей и их устройство

В основу работы инвертора положен принцип циклического переключения контактов источника постоянного напряжения с целью изменения его полярности на клеммах, к которым подключается нагрузка. Этим процессом управляет контроллер. Кроме функции смены полярности источника тока контроллер выполняет дополнительные операции:

  • синхронизирует частоту переключений;
  • защищает приборы и цепь в целом от перегрузки;
  • регулирует напряжение.

По принципу работы существуют инверторы:

  • автономные;
  • зависимые (ведомые сетью);
  • инверторы напряжения (АИН);
  • инверторы тока (АИТ);
  • резонансные.
Популярные статьи  Срок службы лампы накаливания

Мощность инвертора

Мощность инвертора – основной показатель эффективности его работы. В зависимости от мощности определяется количество бытовых приборов, которые можно подключить к электросети.

Зависит от схемы инвертирования напряжения:

  1. Самые маломощные (250-500 ватт) – с нулевым выводом трансформатора. Используются для инвертирования напряжения от маломощных источников тока – автомобильных аккумуляторов с напряжением 12-24 V.
  2. Мостовые без трансформатора. Позволяют инвертировать напряжение до 220-380 V с подключением нагрузки свыше 500 ватт.
  3. Мостовые с трансформатором – предназначены для подключения потребителей, остро нуждающихся в бесперебойном электроснабжении. Обеспечивают широкий диапазон мощности до десятков киловатт.

Потребление тока

Знать, сколько ваш инвертор 12-220 В потребляет тока от АКБ необходимо для того, чтобы правильно смонтировать электрическую сеть. Конкретно, какого сечения провода должны соединять прибор с аккумуляторной батареей, чтобы они не грелись и привели к возгоранию.

Для этого рекомендуем воспользоваться таблицей, в которой приведено потребление тока в зависимости от выходной мощности инвертора:

ТАБЛИЦА 1

Зависимость потребления тока от мощности инвертора

Выходная мощность инвертора (Вт) Потребляемый ток (А)
100 8,46
150 13,7
300 25,4
1000 84,6
1500 137
2000 254
Пиковая мощность 4000 ватт 508

Из таблицы видно, что сила тока чрезвычайно высока. Для того чтобы выдержала проводка, необходимо использовать специальные провода с медными клеммами. Прилегание клемм к контактам должно быть максимально плотным, без зазоров, чтобы исключить искрение.

Особенности преобразователя напряжения с 12в в 220 в

Температурная защита

Температурная защита автомобильных преобразователей напряжения обеспечивается двумя системами:

  • пассивного охлаждения – за счет массивного корпуса, изготовленного из алюминия. на корпусе обязательно должны иметься пластины радиатора, обеспечивающего большее соприкосновение поверхности с окружающим воздухом;
  • активного охлаждения – встроенного вентилятора, нагнетающего воздух в корпус агрегата и обдувающий его наружную поверхность.

Штатного охлаждения часто бывает недостаточно, особенно при высокой нагрузке, приближающейся к пиковым значениям. В этих случаях автомобилисты прибегают к устройству самодельных систем обдува корпуса инвертора 12-220 V изготавливаемых, как правило, из кулеров блоков питания компьютеров.

Форма импульса

Форма импульса – техническая характеристика, влияющая на плавность подачи напряжения в сеть, чем обеспечивается бесперебойная работа подключенных приборов.

Различаю:

  1. Прямоугольную форму выходного импульса. Обеспечивает группой ключей, периодически коммутируемых таким образом, чтобы получить переменное напряжение на клеммах нагрузки, и обеспечить циркуляцию энергии в цепи реактивной энергии.
  2. Ступенчатая форма кривой выходного напряжения. Получается в результате предварительного высокочастотного преобразования, из которого формируются однополярные кривые ступенчатого типа. Перед поступлением напряжения к потребительским клеммам с помощью мостового инвертора однополярные кривые ступенчатого типа преобразуются в разнополярную кривую.
  3. Синусоидальная форма напряжения на выходе. Принцип действия инвертора сходен с инверторами, выдающими ступенчатую форму кривой напряжения на выходе с той разницей, что ступени сглаживаются благодаря управлению транзисторами (принцип многократной широтно-импульсной модуляции).

Для чего нужен и где используется

Занимая немного места в машине, инверторы дают неоценимую пользу. Они легко интегрируются с различными штекерами, даже с прикуривателем. С их помощью можно проводить электричество в палатку, питать ноутбук, смартфон, планшет.

С другой стороны, продолжительность работы таких устройств имеет ограничение. Инверторы целиком зависят от аккумулятора, ёмкость которого не бесконечна. К тому же изменённую форму тока принимают не все бытовые приборы. Поэтому в поездках приходится довольствоваться электроприборами с низким потреблением тока. Преобразователи, способные выдавать до несколько киловатт, берут с собой в туристические поездки редко, чаще используют маломощные приборы, способные экономить энергию.

Мощность и нагрузка

Каждый автомобильный инвертор имеет два показателя мощности –
Вольт-Ампер (ВА) и Ватт (Вт) полную мощность прибора вы узнаете, перемножив
значение тока на значение напряжения. Для автоинверторов характерны три режима
– номинальный, пусковой и спящий. В первом случае – подключенный прибор будет работать
длительно, без резких скачков потребляемой мощности. Во втором – потребитель
будет тянуть в 2–3 раза больше энергии, но кратковременно.

Чтобы преобразователь
напряжения служил долго, необходимо выбирать его мощность именно по «пусковой
нагрузке», чтобы он с запасом перекрывал потребности подключаемой аппаратуры.

Принцип работы

Автомобильный инвертор работает на простом принципе. Благодаря действию генератора тока происходит превращение низкого напряжения (12 или 24 Вольт в зависимости от типа авто) в напряжение  220 Вольт, 50 Герц.

Многие заявляют, что КПД таких устройств низок, из-за чего их применение нецелесообразно. Но это  не так. При выборе качественного устройства можно рассчитывать до 85-90% коэффициента полезного действия, что гарантирует сравнительную «чистоту» переменного тока. Благодаря такой особенности, к инвертору можно подключать разные приборы.

Большая часть автоинверторов выдает «модифицированную» синусоиду, имеющую частоту 50 Гц с учетом вероятных изменений на 5-7% в одну и другую сторону. К таким устройствам разрешается подключение любых приборов, кроме плазменных ТВ, мощной аудио- и медицинской аппаратуры. Остальные изделия будут работать без сбоев. Если же на выходе устройства выдается «чистая» синусоида, то допускается подключение любых приемников — даже тех, которые обладают особой чувствительностью к форме сигнала.

Расчет емкости аккумуляторов и мощности инвертора

Для вычисления эксплуатационных характеристик ИБП и инвертора необходимо рассчитать энергопотребление в автономном доме. Составляем первый вариант таблицы:

Наименование потребителя Мощность, Вт
Энергосберегающая лампа 18
Энергосберегающая лампа 11
Холодильник 300
Телевизор 160
Стиральная машина 1400
Утюг 1400
Ноутбук 340
Пылесос 800
Электрочайник 1100
Микроволновка 1500
Фен 500

В таблицу требуется вписать все электроприборы, которые используются как минимум раз в месяц и особенно те из них, что потребляют высокое напряжение. Если лампы имеют различное энергопотребление, их следует записать отдельно. Приведенные в таблице цифры, обозначающие потребляемые каждым прибором киловатты, нужно найти либо в инструкции к нему, либо в специальной табличке на его корпусе (на бытовой технике она расположена с обратной стороны либо сбоку). Ориентироваться на киловатты, указанные в таблице выше нельзя – они даны условно, с целью объяснения порядка расчетов.

Далее вводим в таблицу новые столбцы – количество приборов и время их ежедневной работы.

Наименование потребителя Мощность, Вт Количество, шт Время , ч
Энергосберегающиая лампа 18 5 4,0
Энергосберегающая лампа 11 4 0,5
Холодильник 300 1 12,0
Телевизор 160 1 3,0
Стиральная машина 1400 1 0,3
Утюг 1400 1 0,14
Ноутбук 340 2 2,0
Пылесос 800 1 0,4
Электрочайник 1100 1 1,0
Микроволновка 1500 1 1,0
Фен 500 1 0,14

Подчитываем время работы бытовой техники, используемой периодически, таким образом: утюг необходим во время глажки, осуществляемой два раза в неделю по полчаса. Следовательно, за месяц утюг будет работать полчаса, умноженные на два (раза в неделю) и на четыре (недели в месяце). Получаем цифру четыре, делим ее на 30 (количество дней в месяце), выходит 0,14 часов в день (с округлением в большую сторону). И так далее…

А сейчас введем в таблицу пятый столбик и вычислим, сколько киловатт потребляет за сутки каждый бытовой прибор и все они вместе:

Наименование потребителя Мощность, Вт Количество, шт Время, ч За сутки, Вт•ч
Энергосберегающая лампа 18 5 4,0 360
Энергосберегающая лампа 11 4 0,5 22
Холодильник 300 1 12,0 3600
Телевизор 160 1 3,0 480
Стиральная машина 1400 1 0,3 420
Утюг 1400 1 0,14 196
Ноутбук 340 2 2,0 1360
Пылесос 800 1 0,4 320
Электрочайник 1100 1 1,0 1100
Микроволновка 1500 1 1,0 1500
Фен 500 1 0,14 70
Итого: 9428

Итак, мы определили суточное потребление в доме – в моем случае это 9428 Вт.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: