Виды преобразователей напряжения с 220 на 12 вольт

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.

Устройства с входным напряжением 12 В и 24 В не являются взаимозаменяемыми!

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.

Мнение эксперта Кузнецов Василий Степанович

Вне зависимости от материала корпуса и типа охлаждения, устанавливать инвертор необходимо только на открытом пространстве, чтобы обеспечить беспрепятственное отведение тепла.

ТОП 3 — лучшие модели преобразователей и их технические характеристики

Рейтинг составлен на основании популярности и представляет собой подборку лучших, по мнению экспертов, автомобильных инверторов 2020 года.

AVS IN-2000W

 Автомобильный инвертор 12 в 220 высокой мощности до 2 киловатт. Выпускается в алюминиевом корпусе, чтобы содействовать отводу тепла. Есть встроенный кулер охлаждения. На корпусе имеются удобные монтажные отверстия, крепится через них на стенку грузовика или микроавтобуса. Способен выдавать ток силой до 10 Ампер.

Преимущества AVS IN:

  • разъём USB, что позволяет интегрировать зарядку для сотового или навигатора без дополнительного адаптера;
  • мощная встроенная защита от замыкания;
  • длительная и надёжная работа — до 5 лет непрерывной эксплуатации;
  • удобная клавиша включения.

Минусы:

  • дороговизна — 7 тысяч рублей и более;
  • чересчур короткие провода для подключения через клеммы АКБ;
  • невозможность интеграции с прикуривателем;
  • большой вес — более 2 килограммов;
  • всего 1 розетка для подключения, поэтому нужен отдельный тройник для питания нескольких устройств.

ROBITON R200

Инвертор на 150 Ватт, предназначенный для преобразования постоянного тока в переменный. Есть возможность подключения ноутбука, зарядников, различных электрических инструментов. Имеется удобный разъём USB, обеспечивающий дополнительные возможности. Выполнен с использованием передовых технологий, имеет систему многоуровневой защиты:

  • короткое замыкание;
  • перегрев;
  • перегрузка;
  • переполюсовка;
  • недостаточное входное напряжение.

Преобразователь 12 в 220 имеет силовую розетку типа F — контакты заземлены. Во время перегревов автоматически отключается. Наличие встроенного вентилятора.

WESTER MSW250 12-​220В+​USB

По соотношению выходной мощности и удобства эксплуатации инвертор от производителя Wester называют лучшим среди аналогов. Он выдаёт стабильное напряжение в 250 Ватт, пиковая нагрузка способна доходить до 500 Ватт. Легко интегрируется с прикуривателем — не нужно останавливаться в пути, чтобы подключить адаптер к клеммам АКБ.

Вот какие плюсы данного преобразователя отмечены экспертами:

  • наличие светодиодной индикации, позволяющей наблюдать за работой устройства, перегревом, спящим режимом;
  • относительно низкая стоимость — от 1700 рублей;
  • наличие отдельного USB-разъёма, интегрируемого с фотоаппаратом и телефонами;
  • качественная, плотная евророзетка, в которой вилки от различной бытовой техники не выпадают даже от сильных вибраций на бездорожье;
  • возможность подключения к прикуривателю, что исключает случайную переполюсовку и защищает выпрямитель от перегорания;
  • система автоматического распознавания низкого и чересчур высокого напряжения, самоотключение;
  • наличие отдельного предохранителя;
  • защита от короткого замыкания;
  • небольшой вес.

Есть и минусы:

  • не интегрируется с ноутбуками 2 А;
  • кулер громко шумит во время охлаждения.

Критерии выбора

На рынке сегодня можно найти различные виды автомобильных инверторов. В первую очередь приборы делятся по типу генерируемого тока. Большая часть изделий, как и говорилось выше, бюджетного сегмента, рассчитана на широкие массы покупателей. Такие инверторы неспособны давать чистую синусоиду, поэтому получается не очень стабильное напряжение — различают трапециевидную, прямоугольную и другие формы. Несинусоидальные преобразователи вполне подходят для подпитки распространённых бытовых приборов: бритва, телевизор, фен. А вот для ноутбуков, смартфонов и некоторых электрических инструментов нужно подбирать уже синусоидальные выпрямители. Эти стоят на порядок дороже, отличаются большей сложностью в производстве.

В зависимости от этого они классифицируются:

  • по номинальной мощности — эту величину определяют встроенные транзисторы;
  • по напряжению — все автоинверторы требуют подачи 12 Вольт;
  • по синусоидальному току — подробно описано выше.

Кроме того, устройства преобразования тока могут различаться по количеству разово подключаемых потребителей, другими всевозможными опциями. Главная задача автомобилиста — выбрать прибор с правильным амперажем. Если купить инвертор 12/220 с мощностью меньше, чем у используемой техники, выпрямитель просто сгорит. Нерационально также приобретать устройства с большей, чем нужно мощностью, так как это лишние затраты денег и короткий период эксплуатации.

Чтобы облегчить выбор преобразователей, ниже приводим список популярных бытовых приборов и инструментов с указанием потребляемой ими мощности:

  • аудиоплеер — 5-6 Ватт;
  • игровая консоль, приставка — 7 Ватт;
  • электробритва — 8-9 Ватт;
  • зарядка для телефона — 10 Ватт;
  • ноутбук — 90-100 Ватт;
  • ТВ — 200 Ватт;
  • электродрель — до 1000 Ватт;
  • фен — 1500-2000 Ватт;
  • холодильник и СВЧ-печь — 2000-2500 Ватт.

Автопреобразователь in-600w

Если к инвертору будет подключаться несколько приборов одновременно, нужно сложить все их мощности.

Таким образом, все силовые выпрямители можно условно разделить на следующие:

  • до 100 Ватт — легко интегрируются с прикуривателем, справляются с незначительными нагрузками;
  • выше 1000 Ватт — широкий диапазон использования, подпитка от АКБ, наличие вспомогательных проводов, вентилятора;
  • до 2000 Ватт — редкие, нужны исключительно для подключения мощной бытовой техники.

Как сделать преобразователь 12/220 своими руками

Обычный импульсный преобразователь имеет очень простую схему. Большинство требуемых деталей выпаивается из старого блока питания. Правда, получаемое на выходе напряжение в 220 Вольт будет далёким от синусоидального, и не соответствует частоте 50 Гц. Это означает, что напрямую подключать электронику или инструменты будет невозможно. Но есть решение: установка на выходе выпрямителя со сглаживающими конденсаторами.

Главная часть схемы на фото — ШИМ-контроллер TL494. Частоту задают конденсатор C2 и резистор R1. Их номиналы могут отличаться от представленных.

Другая схема является старой, собирается на отечественных элементах, но выдаёт напряжение в 220 Вольт с частотой 50 Гц. Генератор здесь представляет собой сдвоенный D-триггер, являющийся аналогом зарубежной микросхемы CD4013. В случае необходимости можно произвести замену без изменений в схеме. Недостатков у этой схемы немало: быстрый перегрев, обязательное использование мощного стального сердечника, несинусоидальный выход, шум в работе.

Есть возможность обойтись и без адаптера, если нужно пользоваться дрелью или другими инструментами. Вместо него устанавливается бензиновый генератор — подпитывается от двигателя. Этот прибор может даже зарядить севший аккумулятор — удобная штука!

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).

Мощность инвертора, включаемого в прикуриватель, не должна превышать 150 Вт. В противном случае можно вывести из строя всю электропроводку автомобиля.


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

Мнение эксперта Кузнецов Василий Степанович

Если устройство используется при работающем двигателе автомобиля, ток его нагрузки не должен быть выше тока, вырабатываемого генератором.

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.

Стоимость инверторов с чистым синусом достаточно высока. Приобретать их целесообразно только при необходимости подключить оборудование, несовместимое с модифицированной синусоидой.

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.

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.

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.

Что такое преобразователь и его суть

Благодаря техническому прогрессу, эти приборы стали на порядок меньше, и удобнее. Их легко переносить, и они не займут много места. Преобразователи способны поднять аккумуляторное напряжение до 220В. Работают даже от прикуривателя. С помощью подобных инверторов можно легко установить освещение в палатке, а так же питать от них планшет, ноутбук, и телефон.

ШИМ контролеры сделали такие устройства более продвинутыми. Заметно повысилось КПД, и форма тока стала подобна чистому синусу. Но это только в дорогих устройствах. Появилась возможность повышать мощность до нескольких кВт.

Продолжительность работы зависит от мощности, и емкости аккумуляторных батарей. Поэтому отправляясь в поездку лучше ограничиться электроприборами с низким потреблением энергии.

Сегодня, возможно, купить различные виды преобразователей тока, которые могут производить мощность от нескольких сотен ватт, до нескольких кВт. Но для туристических поездок стоит приобрести маломощный инвертор.

Есть 3 вида конструкции преобразователя:

  • Автомобильный;
  • Компактный;
  • Стационарный.

Стоит отметить, что повышая нагрузку, КПД преобразователя снижается. Стационарные инверторы могут производить синусоиду. Их удобно использовать для повышения напряжения от ветряных генераторов, и солнечной батареи.

Характеристики преобразователей


Перед покупкой надо знать, как выбрать преобразователь напряжения

Первое на что стоит обратить внимание – это его характеристики. Часто продавцы говорят неправильные показатели инвертора

Указывают его пиковую мощность, на которой прибор может работать несколько минут, после чего отключается от перегрева. Так рекламируют самые доступные преобразователи.

Все преобразователи тока имеют следующие параметры:

  • Рабочую мощность;
  • КПД;
  • Тип охлаждения;
  • Затраты энергии при холостой работе;
  • Максимальное потребление тока на входе;
  • Защитные механизмы от КЗ, и перегрева;
  • Форма тока на выходе;
  • Уровень напряжения для питания.

Высокий КПД современных инверторов обусловлен импульсными контролерами, примененными в конструкции. Практически 95% энергии уходят на полезную нагрузку. Остальная часть, рассеиваясь в устройстве, и нагревает его.

В самых простых и доступных преобразователях изменяется синусоида тока. Она становится прямоугольная, а в дорогих и мощных приборах форма тока остается такой же плавной синусоидой, как и в стандартной розетке.

Иногда, мощности преобразователей напряжения может не хватать для запуска строительных инструментов. Например, если дрель потребляет 750Вт, то она не будет работать от инвертора в 1000Вт. Для решения этой проблемы продаются устройства плавного пуска.

Для автомобилей используются маломощные инверторы в несколько сотен ватт. Потому что аккумулятор не способен при больших нагрузках длительно работать.

Не рекомендуется использовать преобразователь на максимальных нагрузках. Его срок службы будет быстро сокращаться. Дорогие приборы имеют запас мощности, а в самых доступных этот показатель немного меньше того, что указан на корпусе.

Покупать устройство нужно на 20% мощнее предполагаемого потребления. Так же нужно интересоваться типом мощности указанной на корпусе. Она может быть:

  • номинальной;
  • продолжительной;
  • кратковременной.

Виды преобразователей и их устройство

Трансформатор представляет собой изделие, состоящее из двух основных частей:

  • сердечника, собранного из электротехнической стали;
  • обмоток, выполненных в виде витков из проводникового материала.

Его работа основана на появлении электродвижущей силы в замкнутом проводящем контуре. При протекании по первичной обмотке переменного тока образовываются переменные линии магнитного потока. Эти линии пронизывают сердечник и все обмотки, на которых появляется электродвижущая сила. Когда вторичная обмотка находится под нагрузкой, то под действием этой силы начинает протекать ток.

Значение разности потенциалов будет определяться отношением количества витков первичной обмотки и вторичной. Таким образом, изменяя это соотношение, можно получить любое значение.

Для снижения значения напряжения количество витков во вторичной обмотке делается меньше. Стоит отметить, что описанное выше работает только при подаче на первичную обмотку переменного тока. При использовании постоянного тока создаётся постоянный магнитный поток, который не наводит ЭДС и энергия передаваться не будет.

Бестрансформаторный преобразователь с 220 на 12 вольт

Такие устройства питания называют импульсными. Главной частью такого устройства обычно является специализированная микросхема (широтно-импульсный модулятор).

Инвертирование 220 в 12 вольт происходит следующим образом. Сетевое напряжение поступает на выпрямительную цепь, а далее сглаживается ёмкостью номиналом 300-400 вольт

Затем выпрямленный сигнал с помощью транзисторов преобразуется в высокочастотные прямоугольные импульсы с требуемой скважностью. Преобразователь импульсного типа за счёт применения инвертирующей схемы, выдаёт на выходе стабильное напряжение

При этом преобразование происходит как с гальванической развязкой от выходных цепей, так и без неё.

В первом случае используется импульсный трансформатор, на который поступает высокочастотный сигнал до 110 кГц.

При изготовлении сердечника используют ферромагнетики, что ведёт к снижению веса и размеров. Во втором вместо трансформатора используется фильтр нижних частот.

Преимущества импульсных источников заключаются в следующем:

  1. малый вес;
  2. улучшенный КПД;
  3. дешевизна;
  4. наличие встроенной защиты.

К недостаткам относят то, что используя в работе высокочастотные импульсы, устройство само создаёт помехи. Это требует устранения и приносит усложнения электрических схем.


С этим читают