Мы настолько привыкли к бытовой технике и электронным устройствам, что хотели бы использовать их и дома, и при вылазках на природу, в поездках и путешествиях. Хорошо, если тот или иной прибор работает от 12 В – в этом случае его подключают непосредственно к бортовой сети автомобиля. Если же для питания требуется стандартное напряжение 220 В, то понадобится инверторный преобразователь. Чтобы сделать правильный выбор, предлагаем досконально разобраться в технических характеристиках, особенностях и популярных марках автомобильных инверторов.
Как работает инвертор
Если надо изменить напряжение переменной сети, достаточно одного трансформатора с первичной и вторичной обмоткой. С постоянным током все не так просто – понадобится более сложная электрическая схема с полупроводниковыми элементами. В нашем же случае необходимо повысить напряжение и изменить его тип. Для этого используется комбинированная схема, в которой применяется и трансформатор, и полупроводниковые приборы.
В основу работы инвертора положен принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Задающий генератор подает импульсы частотой 10 kHz – 20 Mhz на силовой ключ, подключенный к обмотке высокочастотного трансформатора – с его-то выхода и снимается переменный ток. Ширина импульсов зависит от подключенной нагрузки, поэтому в схеме используют систему обратной связи. Минимальная скважность сигналов соответствует наименьшей мощности, а при повышении токоотдачи ширина импульсов достигает значения 1:1 (максимальное значение).
Сложность состоит в том, что форма получаемого при этом выходного сигнала – не плавный спад/нарастание напряжения (синусоида), а меандр со скачкообразным изменением потенциала. Это значит, что снятое напряжение нельзя использовать для целого ряда электронных устройств. Чтобы превратить меандр в синусоиду, схему инвертора дополняют фильтрами из конденсаторов и катушек.
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).
Кроме того, инверторы делят на три класса мощности:
- 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.
- 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.
- 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.
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.
Критерии выбора автомобильных инверторов
Сказать точно, какой лучше преобразователь напряжения, невозможно – всё зависит от поставленных задач. По этой причине при выборе прибора учитывайте ряд моментов:
- Тип подключаемой нагрузки. Для питания отдельных электроприборов наряду с мощностью превалирующее значение имеет форма выходного сигнала. Сюда относится большинство устройств, в конструкции которых используется принцип электромагнитных преобразований – электромоторы, насосы, компрессоры, приборы, использующие трансформаторные блоки питания плюс точная и медицинская аппаратура. В этих случаях лучшим вариантом будет автомобильный инвертор +с 12 +на 220 с «чистой» синусоидой на выходе. Если же по той или иной причине используется высококачественный инвертор с модифицированным «синусом», то он должен быть как минимум в 1.5 раза мощнее подключаемой нагрузки. Недорогие инверторные преобразователи со ступенчатым сигналом на выходе также имеют право на жизнь – они позволяют питать нетребовательные устройства – электронагреватели, лампы освещения, импульсные блоки питания нетребовательных электробытовых устройств и т. д.
- Модель использования. Автомобильные аккумуляторы рассчитаны на пусковой ток в сотни ампер, поэтому инверторы средней и большой мощности используют лишь для кратковременных подключений. Так, даже 600-ваттная нагрузка способна разрядить стандартную аккумуляторную батарею емкостью 60 А×ч чуть больше чем за час, не говоря уж о более мощном подключении. По этой причине для постоянно включенных электроприборов мощность инвертора соответствует токоотдаче генератора. При этом не забывайте, что до 50% вырабатываемой энергии уходит на обеспечение работы двигателя и других агрегатов и узлов авто.
- Мощность нагрузки. Прежде всего, необходимо составить перечень подключаемых устройств, определить суммарную нагрузку и прибавить не менее 20% (не забываем о том, что КПД преобразователей напряжения составляет около 90% и учитываем электрические потери). На основании этих данных автомобильный инвертор подбирают по мощности.
- Конструктивное исполнение. В процессе работы инвертор ощутимо нагревается, поэтому требует эффективной системы охлаждения. Для маломощных устройств производители используют алюминиевый корпус с внешним оребрением, тогда как приборы средней и большой мощности оснащаются принудительной вентиляцией. Качественное устрйство имеет несколько степеней защиты – от перегрева, завышенного напряжения питания, перегрузок, короткого замыкания и др. Кроме того, он должен отключаться, если напряжение на аккумуляторе снизится до критической нормы.
Отдельные модели преобразователей имеют звуковую сигнализацию, цифровой дисплей, опцию обратного преобразования для применения в качестве зарядного устройства и другие функции, повышающие удобство и комфорт. Подобные возможности существенно увеличивают цену прибора, поэтому при выборе конкретной модели следует критически оценить их полезность и востребованность.
Обзор популярных автомобильных инверторов
Составляя рейтинг автомобильных инверторов, мы учитывали множество параметров:
- мощность,
- чистота выходного сигнала,
- стабильность работы,
- безопасность и защита от перегрузок,
- комплект поставки,
- цену,
- репутацию производителя и отзывы владельцев.
Тест автомобильных инверторов выявил несколько наиболее популярных моделей, представленных на российском рынке.
МАП «Энергия» 900
Рассчитанный на мощность до 900 Вт инвертор подключается к источникам напряжением 10-15 В. Выходной сигнал отличается стабильностью частоты 50 Гц. Защита от перегрузок срабатывает при нагрузке более 1300 Вт. Прибор предусматривает обратное преобразование из 220 В в 12 В и используется как пускозарядное устройство. МАП «Энергия» 900 считается одной из лучших моделей на рынке по критериям качества, надежности и возможностей, хоть и имеет высокую стоимость.
Luxeon IPS-2000S
Относительно недорогой для мощности 1000 Вт автопреобразователь китайского производства. Имеет чистую синусоиду на выходе и отличается защитными функциями, включая предупреждение глубокого разряда АКБ и подключение неправильной полярности. Индикация режимов работы осуществляется за счет светодиодных индикаторов. Прибор имеет КПД 90% и рассчитан на входное напряжение 10.5-14 В.
MobilEn 1500
Мощный инвертор напряжения, рассчитанный на номинальную нагрузку 1500 Вт и пиковую мощность до 3000 Вт. Отличается повышенной надёжностью и устойчивостью к перепадам напряжения в бортовой сети автомобиля. MobilEn 1500 инверторный преобразователь пятого поколения, который известен щадящим отношением к нагрузке: наличие нескольких степеней защиты гарантирует сохранность подключаемых приборов.
TBS Powersine PS600-12
Устройство относится к профессиональным инверторам средней мощности. Позволяет подключать 500-ваттную нагрузку, особо требовательную к чистоте сигнала питания. Для уменьшения энергопотребления прибор автоматически переходит в спящий режим. К особенностям PS600-12 относятся дистанционное управление, вентилятор с переменной скоростью для тихой работы и достаточно высокий КПД – более 92%.
STURM AW98A03
Повышающий автопреобразователь нижнего ценового сегмента, предназначенный для питания электробытовых приборов номинальной мощностью 240 Вт. Встроенная защита отключает нагрузку при повышении токоотдачи до 30 А, что соответствует 360 Вт. Форма выходного сигнала далека от «чистого синуса», поэтому STURM AW98A03 подойдет для подключения самых неприхотливых устройств.
В заключение хотелось бы напомнить правила использования инверторов. Так, при подключении к аккумулятору и запуску двигателя прибор выключен. После подачи питания устройство должно поработать на холостом ходу не менее 10-15 сек – только после этого подключаем нагрузку. Следуйте этим двум рекомендациям, чтобы дорогостоящий прибор радовал вас беспроблемной работой в течение всего срока эксплуатации.