Выбираем автомобильный инвертор

Автомобильные инверторы – это целый класс устройств, позволяющих подключать потребители, рассчитанные на питание от сети переменного тока, к низковольтным цепям тока постоянного (12 или 24 В). Применений таким устройствам можно найти множество:

• Приехав на автомобиле на дачу, Вы сможете воспользоваться при необходимости электроинструментом, не покупая отдельно бензиновый генератор;
• При необходимости аккумулятор автомобиля сможет осветить Ваш дом при внезапном отключении электроэнергии;
• При необходимости частых разъездов с ноутбуком не потребуется возить с собой дополнительное автомобильное зарядное устройство;
• Строя самодельный ветряной генератор, можно с успехом использовать в его схеме именно готовый автомобильный преобразователь напряжения;

Можно перечислить и много других способов использовать повышающий автоинвертор. Отдельная разновидность этих устройств – понижающие инверторы, позволяющие подключать потребители, рассчитанные на 12 В питания, в сети с напряжением 24 В – это актуально для владельцев тяжелых грузовиков, где напряжение в бортовой сети не позволяет непосредственно использовать распространенные аксессуары (зарядные устройства навигаторов, телефонов и так далее).

Устройство и принцип действия

Автоинвертор – это электронный преобразователь напряжения, в котором постоянный ток преобразуется в последовательность импульсов (поэтому такой преобразователь также называется импульсным), которые подаются на повышающий или понижающий трансформатор. За счет высокой рабочей частоты габариты и вес используемых трансформаторов удается значительно снизить по сравнению с устройствами, работающими на сетевой частоте. Затем ток на выходе трансформатора выпрямляется и сглаживается выходным фильтром. По такому принципу работают, например, преобразователи 24-12 В.

С устройствами, рассчитанными на выход переменного тока, все гораздо сложнее. Выдать просто переменный ток высокой частоты на большинство потребителей нельзя – работать от него смогут только простейшие устройства наподобие ламп накаливания. Следовательно, приходится использовать как достаточно габаритные низкочастотные трансформаторы, так и более сложные схемы генерации сигнала, максимально приближенного к идеальной синусоиде. Особенно это критично для мощных инверторов, с которыми используется электроинструмент – так как электродвигатель имеет высокую собственную индуктивность, отклонения формы питающего напряжения от запланированной значительно увеличивают потери. Работа электромотора от несовершенного инвертора сопровождается ощутимым гулом сердечника электродвигателя и перегревом выходных каскадов преобразователя, потерей мощности мотора.

Критерии выбора

Выбирая понижающий автоинвертор, наибольшее внимание стоит обращать на два параметра: номинальный выходной ток и наличие защиты от перегрузки.

• Номинальный выходной ток – это наибольший ток, который автоинвертор сможет отдавать в нагрузку без перегрева преобразователя. Не стоит путать его с указываемым на самом видном месте максимальным током – его величина, конечно, будет гораздо больше, но поддерживать такой ток инвертор сможет только очень короткое время.
• Защита от перегрузки – это система, при превышении тока потребления заданного значения отключающая преобразователь, что позволяет спасти его выходные каскады от перегрева и разрушения. Даже при очень аккуратной эксплуатации эта опция никогда не бывает лишней.
• Предупреждение о разряде аккумулятора и автоматическое отключение при критическом разряде крайне полезны, если Вы подключаете нагрузку к автомобильному аккумулятору на длительное время.

Говоря о повышающих инверторах, стоит учитывать дополнительные параметры, связанные с особенностями работы потребителей переменного тока.

• Номинальная мощность, которую развивает автоинвертор, может указываться как в привычных ваттах (Вт), так и в вольт-амперах (ВА). Это связано с тем, что емкостные и индуктивные нагрузки имеют в сетях переменного тока ярко выраженную реактивную составляющую сопротивления, описываемую в их характеристиках как коэффициент мощности (cosφ).
  ПРИМЕР: Имея инвертор с заявленной номинальной мощностью 1 кВА при cosφ=0,8 (указывается в характеристиках устройства), нельзя подключать к нему нагрузку более 800 Вт.
• Форма выходного сигнала – наиболее важный параметр преобразователя, если Вы собираетесь использовать его совместно с электроинструментом или электронными устройствами. Простейшие устройства работают с так называемым «модифицированным синусом» — формой сигнала, очень грубо приближенной к идеальной синусоиде.
• Время срабатывания защиты от перегрузок также критично для инверторов этого типа, так как при подключении к ним электродвигателей возникает кратковременный рост потребляемого тока в несколько раз относительно номинала, пока двигатель не выйдет на рабочие обороты. Приобретая инвертор с небольшим запасом по мощности, можно будет столкнуться с тем, что при включении в него, скажем, электродрели, практически сразу же он будет уходить в защитный режим.

Подключение

Но, пользуясь ими, стоит помнить, что обычно эти гнезда не рассчитаны на большую потребляемую мощность: обычно цепь прикуривателя защищается предохранителями на 10-15 А, но в этой цепи могут быть и другие потребители. Поэтому такой способ включения стоит применять только в том случае, если в автомобиле есть штатная розетка для мощных потребителей, либо установить ее в автомобиль самостоятельно, подключив напрямую к аккумулятору проводом с сечением 1,5-2 мм² через предохранитель 20-30 А.

Инверторы средней мощности, выпускаемые в переносном исполнении, дополнительно к штеккеру прикуривателя могут оснащаться проводами с «крокодилами» для прямого подключения к аккумулятору. Этим можно воспользоваться для и для стационарной установки такого прибора в автомобиле, протянув провода от расположенного в салоне инвертора в моторный отсек.

Наиболее мощные инверторы имеют стационарное исполнение: их металлические корпуса оснащаются крепежными точками под болты или саморезы, подключение питающих проводов – клеммное. Такая же конструкция знакома всем по автомобильным усилителям, и подключение происходит похожим образом: корпус инвертора крепится в подходящем месте (например, к спинке сиденья со стороны багажника), а провод питания протягивается к аккумулятору с использованием отдельного предохранителя.

ПРИМЕР: (принимая КПД преобразователя в 80%)

Как можно понять из этой таблицы, подключение мощного инвертора может потребовать весьма значительного сечения провода.

Обзор распространенных моделей

VINON 661

Компактный повышающий инвертор с одним выходом 220 В (модифицированный синус, номинальная мощность 200 Вт) и розеткой USB для зарядки устройств, потребляющих не более 500 мА. Пиковая отдача повышающего каскада – 400 Вт.

Прибор подключается к гнезду прикуривателя, что нежелательно при подключении к нему мощных потребителей (см. таблицу выше – не хватит ни сечения штатной проводки, ни номинала предохранителя). Использовать лучше с отдельной мощной розеткой. Также нужно учесть, что заявленный производителем нижний порог работоспособности менее 10 В, и при неосторожности Вы сможете разрядить аккумулятор автомобиля вплоть до невозможности последующего запуска.

Использование ступенчато-аппроксимированного сигнала на выходе делает невозможным подключение к этому инвертору устройств с электродвигателями, особенно имеющими пусковые конденсаторы.

Цена прибора – 879 р.

AIRLINE API-200-02

Прибор оснащен выходом 220 В (сигнал, как и у других дешевых приборов, имеет форму модифицированной синусоиды), розеткой 12 В, разъемом USB. Номинальная мощность преобразователя – 200 Вт, пиковая – 400.

Инвертор имеет только клеммное подключение с винтовыми зажимами. При покупке такого прибора следует учесть большое число довольно быстрых отказов по отзывам пользователей.

Цена – 1590 р.

ОРИОН ПН-20

Это устройство относится к классу понижающих инверторов, позволяя подключать к автомобилям с бортовой сетью 24В нагрузку 12В до 20А (при номинальном выходном напряжении 14В это равно нагрузке 280 Вт). Корпус – алюминиевый, с оребрением, имеет четыре точки для постоянного крепления. Охлаждение радиаторов выходного каскада – принудительное, вентилятором.

Цена – 1549 р.

STURM AW98A03

Повышающий преобразователь, имеет только одну розетку 220В. Номинальная мощность – 240 Вт, подключение как через прикуриватель, так и «крокодилами». Защита от перегрузок срабатывает при нагрузке более чем в 360 Вт.

Как и прочие инверторы нижнего ценового сегмента, этот прибор генерирует переменный ток, далекий от идеальной синусоиды. В числе полезных функций стоит упомянуть автоматическое предупреждение о критическом падении напряжения в питающей сети (разряд аккумулятора).

Цена – 1800 р.

SKYWAY S05501004

Понижающий преобразователь, рассчитанный на скрытую установку в автомобилях с 24-вольтовой бортовой сетью. Имеет максимальную выходную мощность 480 Вт.

При подключении к нему чувствительной к сетевым помехам аппаратуры (магнитолы, радиостанции) следует помнить, что заявленные производителем пульсации напряжения на выходе могут достигать 0,2 В в амплитуде.

Цена – 1890 р.

ОРИОН ПН-50

Представитель достаточно малочисленного класса повышающих преобразователей постоянного тока, предназначенный для подключения рассчитанной на питание в 24В нагрузки в бортовую сеть легких грузовых автомобилей с питанием 12В. Максимальный выходной ток – 10 А.

Цена – 2100 р.

WESTER PSW250

Этот инвертор имеет один выход высокого напряжения с номинальной мощностью 250 Вт и разъем USB. При этом, несмотря на сравнительно высокую мощность, в нем предусмотрено только питание от прикуривателя. При покупке PSW250 стоит задуматься об установке в автомобиль дополнительной силовой розетки или напрямую подключить его к бортовой сети, к чему располагает и металлический корпус с монтажными креплениями.

В характеристиках устройства указывается точность генерируемого сигнала, близкого к чистой синусоиде. Следует учесть, что указанное отклонение в 1% все-таки приведет к некоторым отклонениям в работе электродвигателей, хотя оно и меньше, чем обычные для большинства приборов этого класса 5%.

Цена инвертора – 3400 р.

Тест описанного устройства

MYSTERY MAC-1000

Инвертор стационарного исполнения с суммарной мощностью двух розеток не более 1 киловатта. Также имеет и USB-порт, хотя его использование будет затруднено из-за того, что сравнительно большие габариты и вес прибора позволят установить его только в багажнике.

При этом, хотя прибор также не является использующим чистый синус, по отзывам пользователей он может успешно работать и с достаточно мощным электроинструментом.

Цена инвертора достаточно доступна – 6200 р.

Предлагаем посмотреть обзор устройства

ОРИОН ПН-90

Доступный по цене и при этом имеющий большой запас по мощности (до 1500 Вт в пике) повышающий инвертор, выполненный в переносном корпусе с «крокодилами». Номинальная мощность – 700 Вт.

Розетка 220В – одна, также есть USB-разъем.

Цена – 6300 р.

Данное устройство продемонстрировано на видео

MEAN WELL A301-1K0-F3

Мощный универсальный повышающий инвертор, способный работать как в цепях 12В, так и 24В. Корпус – металлический, для стационарного закрепления, с двумя стандартными евророзетками.

Номинальная выходная мощность – 1 кВт.

Имеются встроенная защита как от перегрузки и переполюсовки, так и от перегрева либо чрезмерного разряда аккумулятора.

Цена прибора достаточно высока – 15 000 рублей, причем нужно учитывать, что он также генерирует лишь модифицированный синус.

Заключение

Вместе с тем, цена достаточно мощных преобразователей вплотную приближается к бензогенераторам, и при этом большинство распространенных моделей генерируют достаточно далекое от синусоиды напряжение. В подобных случаях стоит задуматься о приобретении автономного генератора.

Отдельный класс приборов – это предназначенные для стыковки 12-вольтовых потребителей с 24-вольтовыми (и наоборот) цепями. Их область применения достаточно узка и специфична и относится к эксплуатации грузовой техники.