Меню

Технические характеристики преобразователей напряжения



Преобразователь напряжения 12-220 (Инвертор). Виды и параметры

Еще совсем недавно никто даже не представлял, что в машине можно иметь бытовую электрическую сеть. Но с возникновением современных электронных устройств на основе ШИМ контроллеров такой элемент комфорта в автомобиле стал возможным. Для этого разработан преобразователь напряжения 12-220 В. Его эффективность может достигать 95%. Это дает возможность эффективно применять энергию автомобильной аккумуляторной батареи.

Китайские интернет-магазины изобилуют различными моделями таких автомобильных инверторов. Но обычно китайские устройства не обладают теми высокими параметрами, которые указаны на их упаковке или корпусе.

Разновидности

Автомобильные инверторы делятся на виды по различным факторам.

По виду создаваемой синусоиды:
  • С нормальной (постоянной) синусоидой. Они работают без отклонений, все эксплуатационные параметры соблюдаются с высокой точностью и могут применяться для подключения любых электрических устройств, рассчитанных на напряжение 220 вольт.
  • С модифицированной синусоидой. В таких моделях имеются небольшие отклонения по величине напряжения. Это не оказывает большого влияния на функционирование обычных бытовых приборов, кроме медицинской и сложной измерительной техники.
По мощности:
  • Инверторы до 100 ватт. Такие автомобильные инверторы работают от прикуривателя и не способны выдерживать большие нагрузки. Они подойдут для питания зарядных устройств бытовых приборов.
  • От 100 ватт до 1,5 киловатт. Такие модели широко используются для питания многих устройств, работающих от бытовой сети. Они подключаются от автомобильного аккумулятора, и имеют в комплекте вспомогательные аксессуары: кабели, шнуры, переходники и т.д.
  • Более 1,5 киловатт. Служат для обеспечения питания микроволновой печи, утюга и других бытовых устройств повышенной мощности.
По конструктивным особенностям:
  • Компактные.
  • Стационарные.
  • Автомобильные.

При выборе автомобильного преобразователя специалисты рекомендуют приобретать устройство с некоторым запасом мощности.

При выезде на природу или загородную дачу, где нет электричества, часто возникает необходимость освещения в темное время. Наиболее простым методом является подключение светодиодных ламп или фонарей в преобразователь напряжения 12-220 В, хотя это не является экономным вариантом по потреблению энергии батареи, так как ее КПД уменьшается с повышением нагрузки.

Preobrazovatel napriazheniia 12-220 statsionarnyi

Стационарный преобразователь напряжения 12-220 В с чистым синусом подойдет для использования электроэнергии солнечных элементов или ветряных генераторов. Такие источники выдают низковольтное питание от 12 до 36 вольт, которые можно использовать для преобразователя.

Компактные преобразователи неприхотливы к виду источника питания, и могут работать при величине напряжения от 12 до 50 вольт. В автомобильном исполнении они смотрятся как зарядные устройства, функционирующие от прикуривателя.

Preobrazovatel napriazheniia 12-220 kompaktnyi

Технические параметры

Преобразователи с 12 на 220 вольт имеют на выходе стандартные параметры 220 В, 50 герц, что соответствует характеристикам домашней сети. Такие параметры совместимы с бытовыми электрическими устройствами.

Кроме стандартных параметров, такие инверторы имеют и другие характеристики:
  • Номинальная мощность.
  • Вид выходной синусоиды.
  • Защита от перегрева и замыкания.
  • Напряжение питания.
  • Наибольший потребляемый на входе ток.
  • Потребление электроэнергии на холостом ходу.
  • Пассивное и активное охлаждение.
  • Коэффициент полезного действия.

Все современные инверторы собраны на основе импульсных контроллеров, обеспечивающих высокий КПД. Этот параметр часто достигает 95%, остальная часть энергии рассеивается на нагревание корпуса устройства.

Недорогие модели инверторов имеют на выходе модифицированную синусоиду прямоугольного вида. Дорогостоящие инверторы выдают чистую синусоиду, подобную той, которая имеется в бытовой электрической сети.

Номинальная мощность

Некоторые электрические приборы при подключении расходуют значительно больше энергии, чем указано в паспорте. Например, электродрель в момент запуска потребляет мощность, величина которой в два раза больше номинального значения. Это необходимо учитывать при выборе преобразователя напряжения.

Реальная величина мощности недорогих китайских преобразователей может быть занижена в несколько раз. Производители указывают крупными символами на корпусе устройства пиковую кратковременную мощность, на которой преобразователь способен проработать всего пять минут, а затем защита отключит его из-за перегрузки и перегрева.

Для домашнего применения можно приобрести стационарные модели мощностью до 5 киловатт. Для легкового автомобиля подойдет преобразователь напряжения 12-220 В мощностью от 100 до 1500 ватт. При более высокой мощности потребуется дополнительная подготовка автомобиля.

При выборе инвертора следует уточнить, какая именно мощность указана: номинальная или пиковая, рассчитанная на короткое время. В расчете нагрузки следует сделать запас по мощности около 20%, чтобы устройство не работало на предельных нагрузках, снижающих его срок службы. Дорогостоящие устройства известных брендов имеют такой запас по мощности, а дешевые китайские инверторы не дотягивают даже до нормы.

Подключение инвертора лучше поручить специалисту, так как сила тока потребления для аккумулятора будет порядка 50 ампер. Если работу проводить неосторожно, то можно вывести из строя электрооборудование автомобиля, или сжечь провода. Поэтому лучше установить вспомогательный предохранитель или защитную блокировку. На джипах для этого даже устанавливают специальный выключатель массы.

Система охлаждения

Степень нагрева инвертора зависит от его полной мощности и величины подключенной нагрузки. В качестве охлаждающего элемента применяется алюминиевый корпус с развитыми ребрами для лучшего охлаждения. Такой вид охлаждения называют пассивным.

При большой мощности дополнительно устанавливается вентилятор, который охлаждает устройство потоком воздуха. Это называется активным охлаждением, которое действует не все время, а только при температуре корпуса, больше установленной величины. Этим процессом управляет термодатчик, который включает и выключает вентилятор в нужные моменты. В автомобиле вентилятор может не сработать, так как существует большая вероятность забивания его пылью.

Читайте также:  Напряжение испытаний кабеля 35кв

Preobrazovatel napriazheniia 12-220 s okhlazhdeniem

Дополнительная защита

Качественный преобразователь напряжения 12-220 В всегда имеет защиту от перегрева, токовой перегрузки и короткого замыкания, а также должен быть установлен предохранитель. Мощность устройств, которые подключаются к инвертору, бывает различной, к тому же дети могут по ошибке подключить к нему, например, утюг, от которого преобразователь просто выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, токовая защита должна быстро среагировать и произвести обесточивание.

Короткое замыкание может привести к появлению большого тока, от которого проводка быстро разогреется и загорится. Защитный блок предназначен для быстрого отключения выхода преобразователя, и удержания его в таком состоянии, до устранения замыкания.

Существует такой вид защиты, как блокировка от неправильной полярности подключения устройства, а также от очень низкого или слишком высокого напряжения на входе. Вспомогательные индикаторы и вольтметры покажут эти параметры и помогут заранее выявить и устранить неисправность.

Наличие в инверторе термической защиты можно выяснить по наличию температурного датчика, установленного на радиаторе охлаждения мощных транзисторов.

Обычно преобразователь напряжения 12-220 В подключают в автомобиле.

При неосторожном обращении, или неопытном подключении чаще всего сгорает предохранитель прикуривателя, который имеет ограничение по нагрузке. Маломощные устройства, например, планшет или сотовый телефон, можно подключать не опасаясь.

Практически все автомобили имеют защитный предохранитель прикуривателя на 15 А. Если перевести в мощность: 15 ампер умножить на 12 вольт, то получим 180 ватт. Поэтому при подключении мощности более 180 ватт предохранитель прикуривателя сгорит, и напряжения на нем не будет. Если это произошло, то можно на время использовать другой, не очень важный предохранитель, например, от питания задних стеклоподъемников.

Мощный потребитель на 12 вольт можно включать только непосредственно от самого аккумулятора, либо проводить отдельную мощную проводку внутрь салона. При этом провода необходимо проводить так, чтобы они не прикасались с движущимися частями двигателя. Они должны иметь качественную изоляцию, защищенную от замыкания на массу и истирания.

Не рекомендуется применять переходники, подключенные от прикуривателя к крокодилам, так как они могут иметь некачественное обжимное соединение, без применения пайки. Плохие контактные соединения на линии подключения инвертора всегда приводят к чрезмерному нагреву.

Стоит ли изготавливать автомобильные инверторы самостоятельно

Многие хотят собрать своими руками преобразователь напряжения 12-220 В. Наиболее простым вариантом сборки будет применение подручных приборов или готовых блоков. Найти хорошие схемы инверторов не составит большого труда. Они чаще всего отличаются числом выходных силовых транзисторов.

В китайских интернет-магазинах можно найти несколько видов готовых модулей: от самых простых до дорогих качественных, оснащенных вентиляторным охлаждением. К ним нужно будет добавить только клеммы и провода, поставить вспомогательную защиту и розетку.

В бытовых условиях оптимальным вариантом изготовления преобразователя с 12 на 220 вольт будет применение ИБП от компьютера. Это источник бесперебойного питания. Практически это уже готовый преобразователь. Современные модели оснащены индикаторами и дисплеями. От него останется вывести только провод на 12 В. В этом блоке уже имеются основные защиты, несколько розеток.

Бывший в употреблении источник бесперебойного питания можно приобрести за копейки, иногда их даже отдают бесплатно.

Источник

Преобразователи напряжения с 12 на 220 вольт

Преобразователь напряжения с 12 на 220 В используют там, где есть необходимость подключения электрических устройств, потребляющих стандартный сетевой ток, к источнику переменного напряжения. Во многих случаях эта сеть бывает недоступна. Применение автономного бензинового генератора требует соблюдения правил его обслуживания: постоянный контроль за уровнем рабочего топлива, обеспечение вентиляции. Применение преобразователей в комплекте с автомобильными аккумуляторными батареями позволяет решить задачу оптимальным способом.

Назначение и принцип работы

Что такое преобразователь напряжения. Так называют электронный прибор, изменяющий величину входного сигнала. Он может использоваться в качестве устройства, повышающего или понижающего его значение. Входное напряжение после преобразования может изменить как свою величину, так и частоту. Такие устройства, изменяющие постоянное напряжение (преобразовывающие его) в выходной сигнал переменного тока, получили название инверторов.

Преобразователи напряжения с 12 на 220 вольт

Преобразователи напряжения находят применение как в виде автономного устройства, питающего потребителей энергией переменного тока, так и могут входить в состав других изделий: систем и источников бесперебойного питания, устройств повышения постоянного напряжения до необходимой величины.

Инверторы представляют собой генераторы напряжения гармонических колебаний. Источнику постоянного тока с помощью специальной схемы управления создается режим периодического переключения полярности. В результате на выходных контактах устройства, к которым подключена нагрузка, формируется сигнал переменного напряжения. Его величину (амплитуду) и частоту определяют элементы схемы преобразователя.

Управляющее устройство (контроллер) задает частоту переключения источника и форму выходного сигнала, а его амплитуду определяют элементы выходного каскада схемы. Они рассчитаны на максимальную мощность, которую потребляет нагрузка в цепи переменного тока.

Контроллер используется и для регулирования величины выходного сигнала, которое достигается управлением длительностью импульсов (увеличение или уменьшение их ширины). Информация об изменениях величины выходного сигнала на нагрузке поступает в контроллер по цепи обратной связи, на основании которой в нем формируется управляющий сигнал на сохранение необходимых параметров. Этот метод называется ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) сигналов.

Читайте также:  Частотный преобразователь как стабилизатор напряжения

В схемах силовых выходных ключей преобразователя напряжения 12В могут использоваться мощные составные биполярные транзисторы, полупроводниковые тиристоры, полевые транзисторы. Схемы контроллеров выполняются на микросхемах, представляющих собой уже готовые к работе устройства с необходимыми функциями (микроконтроллеры), специально разработанных для таких преобразователей.

Преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт Bestek Power Inverter

Схема управления обеспечивает последовательность работы ключей для обеспечения на выходе инвертора сигнала, необходимого для нормальной работы устройств потребителя. Кроме того, управляющая схема должна обеспечивать симметрию полуволн выходного напряжения. Это особенно важно для схем, в которых на выходе используются повышающие импульсные трансформаторы. Для них недопустимо появление постоянной составляющей напряжения, которая может появиться при нарушении симметрии.

Существует много вариантов построения схем инверторов напряжения (ИН), но выделяют из них 3 основные:

  • ИН бестрансформаторный мостовой;
  • трансформаторный ИН с нулевым проводом;
  • мостовая схема с трансформатором.

Каждая из них находит применение в своей области в зависимости от примененного в нем источника питания и требуемой выходной мощности для питания потребителей. В каждой из них должны быть предусмотрены элементы защиты и сигнализации.

Защита от понижения и повышения напряжения источника постоянного тока определяет диапазон работы инверторов «по входу». Защита от повышенного и пониженного выходного переменного напряжения необходима для нормальной работы оборудования потребителя. Диапазон срабатывания устанавливается в соответствии с требованиями используемой нагрузки. Эти виды защиты обратимые, то есть при восстановлении параметров оборудования до нормы работа может быть восстановлена.

При срабатывании защиты вследствие короткого замыкания в нагрузке или чрезмерного возрастания выходного тока перед тем, как продолжить эксплуатацию оборудования, необходим тщательный анализ причин этого события.

Преобразователь 12В является наиболее приемлемым для создания локальной электросети. Наличие большого количества автомобилей и аккумуляторных батарей 12В постоянного тока позволяет их использовать для обеспечения запросов пользователей. Такие сети можно создавать в самых различных местах, начиная от собственного авто. Они мобильны и не зависят от места стоянки.

Разновидности преобразователей с 12 на 220 вольт

Простые преобразователи с 12 на 220 рассчитаны на небольшую мощность потребителей. Требования к качеству выходного питающего напряжения и к форме сигнала невысоки. Классические их схемы не используют микроконтроллеры ШИМ. Мультивибратор, собранный на логических элементах И-НЕ, формирует электрические импульсы частотой следования 100 Гц. Для создания противофазного сигнала используется D-триггер. Он делит частоту задающего генератора на 2. Противофазный сигнал в виде прямоугольных импульсов образуется на прямом и инверсном выходах триггера.

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.

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.

Читайте также:  Стабилизатор напряжения электромеханический 5000

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