Автомобильные инверторы

Автомобильные инверторы (преобразователи напряже­ния) — полезные устройства, позволяющие подзаряжать ак­кумуляторы ноутбуков, мобильных телефонов, фотоаппаратов и видеокамер, пользоваться бытовыми приборами и элект­роинструментами там, где отсутствует возможность подклю­чения к осветительной сети 220 В/50 Гц, — в полевых усло­виях, на даче, на автомобильной стоянке, в походе, в лесу. Главное условие для их нормальной работы — наличие авто­мобильного аккумулятора. Инверторы преобразовывают по­стоянное напряжение 12 В (в диапазоне 11…15 В) или 24 В (в большегрузных автомобилях) в переменное напряжение 220 В/50 Гц посредством встроенного импульсного генерато­ра тока, создающего на выходе модифицированную синусо­иду. КПД преобразования инверторов составляет почти 90%.

Подключение нагрузки к инвертору ведет к разряду ав­томобильного аккумулятора, поэтому важно, чтобы инвертор имел функцию автоматического отключения при достижении на входе (клеммах АКБ автомобиля) минимально допустимой величины напряжения 11,0 ±0,5 В.

Срабатывание защиты

Как правило, защитная функция автоматического отклю­чения предусмотрена во всех современных инверторах. Ес­ли инвертор подает предупреждающий звуковой сигнал, ког­да АКБ нормально заряжена, то или он перегружен, или, из-за неисправностей проводки, между входом инвертора и клем­мами АКБ большое падение напряжения. Также инвертор автоматически отключится при превышении температуры вну­треннего радиатора (более 65°С) и не включится при попыт­ке подавать на него напряжение в обратной полярности.

Предупреждающий звуковой сигнал может появиться при подключении или отключении инвертора от источника пита­ния, а также тогда, когда при подключенном инверторе ав­томобиль переводят в стартерный режим, и напряжение в бортовой сети уменьшается. Эти случаи не являются опас­ными и признаками неисправности инвертора.

Некоторые рекомендации

Инверторы с допустимой мощностью потребителя до 200 Вт подключаются с помощью соответствующего разъема к гнез­ду прикуривателя автомобиля, более мощные модели — не­посредственно к клеммам АКБ автомобиля с помощью по­ставляемого в комплекте кабеля большого сечения с акку­муляторными зажимами на конце.

Внимание, важно!

Мощность, указанная на упаковке инвертора, весьма от­носительна, поэтому при покупке лучше выбрать инвертор с большим запасом мощности. Например, купив инвертор ти­па Rovermate Nod 12/220-350 с выходной мощностью 350 Вт (см. фото), я был уверен, что его вполне хватит не только для питания ноутбука, но и на освещение лампочкой накали­вания 220 В 60 Вт, как меня уверял продавец-консультант.Но мои надежды не оправдались. Как при включенном (холостые обороты), так и при выключенном двигателе автомо­биля (напряжение на входе инвертора соответственно 13,5 В и 12,5 В) инвертор обозначенную выше нагрузку «не тя­нул». Срабатывает внутренняя защита, отключающая инвер­тор. Для приведенной выше нагрузки потребовалось приме­нить инвертор с выходной мощностью (заявленной китайским производителем) в 450 Вт. То есть для уверенной эксплуа тации ноутбука требуется инвертор с заявленной мощнос­тью не менее 450 Вт.

Разберемся, почему так происходит.

На холостых оборотах двигателя (примерно 750 об/мин) мощность автомобильного генератора составит 300…550 Вт (сила тока 20…40 А). При средних оборотах двигателя (2000.3000 об/мин) выходная мощность примерно 560.1400 Вт, что соответствует при номинальном напряжении 13…14 В си­ле тока 40…100 А.

Только для обеспечения работы двигателя требуется от 60 Вт (ток 4 А) при классической системе зажигания. И до 200 Вт (ток 14 А) на инжекторных моторах для работы: электри­ческого бензонасоса, форсунок и блока управления. На нужды остальных потребителей «зарезервировано» на хо­лостом ходу автомобильного двигателя 140…280 Вт (мак­симум 20 А). Вот этим «резервом» и может питаться ин­вертор.

При увеличении оборотов двигателя до 2000 об/мин (и выше) мощность генератора быстро возрастает, но так пи­тать инвертор, постоянно газуя (с перерасходом топлива), — это не выход из положения.

Если мощность инвертора (например, из-за мощности на­грузки) превысит мощность генератора, разница в энергии покрывается за счет собственных «запасов» аккумулятора, а они не вечны.

В крайнем случае, потребитель может некоторое время использовать двигатель автомобиля для подпитки аккумуля­тора на холостом ходу, но «в идеале» — для подпитки дви­гатель не должен включать вообще.

При длительном (более 2 ч) подключении инвертора (и устройства нагрузки) к аккумулятору (при неработающем дви­гателе) последний заметно разряжается. В этом случае по­требуется примерно раз в 2 ч производить принудительный запуск двигателя и дать ему поработать 10…15 мин. При этом (как после любого сильного разряда) заряд АКБ будет осуществляться от генератора автомобиля током 30…40 А, что систематически делать нежелательно, так как сокраща­ет срок службы АКБ.

Для примера, в табл.1 и табл.2 приведены расчетные значения времени разряда АКБ в зависимости от мощности потребителя энергии (на примере полностью заряженной сред­нестатической АКБ СТ-55 номинальной емкостью 55 А·ч).

Таблица 1

Потребляемая мощность, Вт	30	50	70	90	110	130	150	170
Потребляемый ток, А	1,7	3.3	5	6,7	8,3	10	11,7	13,3
Время разряда, час	22	11	7,5	5,5	4.5	3.75	2.75	2.75

Таблица 2

Потребляемая мощность, Вт	200	250	300	250	400	450	500	550
Потребляемый ток, А	16.7	20.8	25	29,2	33.3	37,5	41,7	45,8
Время разряда, мин	135	100	90	75	65	60	50	40

В табл.1 приведено расчетное время разряда б/у АКБ до предельно допустимой величины 10,5 В) при подклю­чении к розетке прикуривателя потребителя с мощнос­тью до 170 Вт, а в табл.2 — при мощности потребителей 200…550 Вт.

Следует сначала включить инвертор к аккумулятору ав­то, а уже затем подключать к нему нагрузку.

На автомобильные аудио-, видеосистемы инвертор может оказывать нежелательное воздействие. Для его устранения (если аудио-, видеотехника питается от бортовой сети 12 В) потребуется установить дополнительный фильтр — ограничи­тель помех по ВЧ.

Случай из практики

Недавно в моей иномарке произошел такой случай: из-за вибрации нарушился контакт между гибким проводником и выводом пьезоэлектрического капсюля. Поскольку это случилось в важной системе жизнеобеспечения автомобиля, ин­цидент сразу повлек мое некомфортное состояние.

Поскольку до места, где можно было бы подключить па­яльник к сети 220 В/50 Гц, было очень далеко, а неисправность требовала немедленного устранения, пришлось привлечь на помощь смекалку. Пришлось соединить контакты (в скрут­ке вывод капсюля и соединительный проводник) и нагреть ме­сто соединения пламенем зажигалки в течение 1 мин. Если возможности для скрутки нет, надо бы плотно приложить кон­такты друг к другу и затем нагреть пламенем.

Самая большая температура огня на самой высокой точ­ке племени. После нагрева еще в течение 2…3 мин в мес­те соединения контакты надо держать прижатыми (лучше при­жать пассатижами).

Практика показала, что такое соединение не поддается разрыву (не хуже, чем полученное с помощью олова и ка­нифоли). Во всяком случае, в полевых условиях лучше это­го метода нет. Разве что есть более современный метод.

Возите с собой в машине паяльник (канифоль, паяльную кислоту и припой) и рассмотренный выше инвертор. Например, преобразователем мощностью 450 Вт (стоимость до 30 USD) можно (при выключенном двигателе автомашины) питать ноутбук, и ограниченное время использовать в качестве ис­точника питания для паяльника. Нагрузка для инвертора долж­на быть активной.

Автор: Андрей Кашкаров, г. Санкт-Петербург