220 вольт в автомобиле – все что нужно знать об инверторах

Краткое содержание:

Лето – пора автопутешествий, и мы берем с собой в машину привычные домашние гаджеты, устройства и инструменты. Однако далеко не все из них можно зарядить от USB и прикуривателя – многие будут работать только от розетки 220 вольт… Для этого случая давно придуманы автомобильные инверторы – давайте разберемся, как они устроены, какими свойствами должны обладать и где пределы их возможностей.

Все больше электронных и электрических устройств, приборов и инструментов, прежде привязанных к розетке, становятся беспроводными. Однако окончательно беспроводной век еще не наступил, и огромный парк техники по-прежнему жестко зависим от питания или зарядки от электросети 220 вольт. Менять эту технику на более современную с целью приобрести возможность питать или заряжать ее в автомобиле нерационально и просто расточительно. И проблема необязательно распространяется лишь на устаревшее оборудование – к примеру, любой достаточно современный аккумуляторный инструмент (шуруповерт, «болгарка», лобзик, цепная пила и т. п.) штатно комплектуется сетевым зарядным устройством, но вот зарядник под гнездо автомобильного прикуривателя продается всегда опционально, стоит дорого, а в ассортименте многих брендов электроинструмента и вовсе отсутствует!

В подобных ситуациях поможет автомобильный инвертор – прибор, преобразующий постоянный ток 12 вольт в переменный, с напряжением 220 вольт и традиционной для квартиры двухгнездовой розеткой. В некоторых автомобилях такое устройство имеется штатно – оно интегрировано под обшивку, а розетка выведена наружу в салоне или в багажнике. Если же таковой опции нет, обзавестись преобразователем напряжения нетрудно. Давайте разберемся, какими бывают инверторы 12 вольт/220 вольт и каким должен быть правильный гаджет!

Внешний вид​

Собственно, две взаимосвязанные между собой характеристики – это мощность и форма корпуса. Маломощные преобразователи-инверторы могут быть оформлены в виде крупного «адаптера», вставляемого непосредственно в прикуриватель, или в виде цилиндра, диаметром, как у банки газировки для установки в подстаканник – с кабелем в тот же прикуриватель. Такой формат весьма удобен, но существенно ограничен по мощности – у первого варианта она обычно не превышает 70-100 ватт, у второго – 100-150 ватт (хотя анонсировано может быть и больше – в зависимости от наглости производителя!). Охлаждение у таких гаджетов обычно естественное, безвентиляторное. Корпуса – безопасные, пластиковые.

Более мощные инверторы выпускаются в виде прямоугольных алюминиевых корпусов с радиаторными ребрами и с вентиляторами продувки. Как правило, модели до 200 ватт мощности еще имеют шнур в прикуриватель (и иногда могут даже быть безвентиляторными), но более мощные уже идут с проводами-«крокодилами» для подключения напрямую к клеммам аккумулятора под капотом и с эффективной системой охлаждения продувкой. Уход от легкого подключения в прикуриватель к не слишком удобному и непригодному для использования в движении подключению «крокодилами» связан с тем, что предохранитель в цепи прикуривателя на большинстве машин не превышает номинал в 15 ампер. С таким потребляемым током инвертор не может выдавать более двухсот ватт во избежание перегорания предохранителя.

Еще более могучие модели преобразователей напряжения ограничены по мощности фактически только возможностями аккумулятора и генератора среднестатистического автомобиля. В продаже есть инверторы на мощность до 1,5-2 киловатт, и даже выше. Рассмотрим взаимосвязь мощности и возможностей более подробно!

Мощность и нагрузка

Не станем глубоко вникать в КПД таких преобразователей – он весьма высок и для простоты будем считать написанную на корпусе мощность равно относящейся и к питаемой нагрузке, и к потребляемому от аккумулятора автомобиля току.

От наиболее компактных устройств мощностью менее 100 ватт (к которым относятся и встроенные штатные инверторы) можно питать в лучшем случае зарядное устройство для ноутбука (да и то с не слишком мощной батареей), сетевой зарядник планшета, электробритву – если вы много времени проводите в авто, домашний фумигатор, чтобы выгнать перед ночевкой из салона комаров, и тому подобную слабосильную мелочевку.

У инверторов с мощностью 100-200 ватт ассортимент доступных питаемых устройств пошире, но не радикально. Практически никакой 220-вольтовый электроинструмент через инвертор с подключением в прикуриватель работать не сможет: самая хилая «болгарка» обычно требует не менее 400 ватт мощности, дрель – 300-350 ватт, и т. п. Дрель запустится, если нажимать на ее кнопку достаточно плавно, но при малейшей нагрузке от сверления на преобразователе сработает защита… С помощью инверторов с мощностью под 200 ватт можно запитать, к примеру, дешевенькую орбитальную (эксцентриковую) шлифмашинку – в принципе, это полезная возможность для желающих отполировать кузов, но не имеющих гаража с розеткой! Или мультифункциональный мини-гравер, позволяющий работать с небольшими сверлами, шарошками, борами, крошечными отрезными и шлифовальными кругами, что порой весьма выручает при ремонте автомобиля.

А вот инверторы на 400-500 ватт и выше уже существенно расширяют возможности автономности водителя. С их помощью можно включать в полевых условиях самый разный и относительно мощный электроинструмент – важно не забывать запускать мотор во избежание быстрой посадки аккумулятора. И помнить о главном – у многих мощных электроприборов (особенно с электродвигателями) кратковременный пусковой ток превышает рабочий ток в полтора-два раза. И инвертор должен быть на такой запас рассчитан!

Что же позволяют инверторы мощностью 800 ватт, 1000 ватт, 1500 ватт и выше? Можно подумать, что с ними автомобиль превращается в электростанцию, способную запитать здоровенную «болгарку» с 230-миллиметровым диском, небольшую тепловую пушку, полноценный пылесос и многое другое, но увы, это не так… Главный ограничивающий фактор – мощность генератора автомобиля! Даже если считать КПД преобразователя-инвертора за 100% (хотя и это не так), киловаттный инвертор при полной нагрузке потребует от бортсети автомобиля 70-80 ампер! Столь высокий ток невозможно безопасно и долговременно передавать через точечный контакт клемм-«крокодилов», да и многие генераторы при такой нагрузке будут работать на пределе, что совсем не полезно. Причем это касается не только генераторов с максимальным током отдачи 90 ампер, но и более мощных. С годами у запрессованных в мост выпрямительных диодов ухудшается теплопередача и повышается сопротивление в точке контакта, и на повышенных (однако не превышающих допустимый предел) токах начинается перегрев моста, и приближается выход его из строя.

Мощность потребителя, подключаемого к ЛЮБОМУ инвертору, всегда нужно выбирать как минимум на 25% меньше, чем предельное значение в ваттах, написанное на корпусе инвертора. А особо мощных преобразователей это касается даже в большей степени! Долговременно и надежно питать от инвертора-«киловаттника», подключенного к аккумулятору легкового автомобиля, можно в лучшем случае приборы и инструменты с мощностью 600-700 ватт – остальное закладывается на пиковые пусковые токи.

Защита от перегрузки

Очень важная характеристика любого инвертора – наличие качественной защиты от перегрузок по выходу. Подключение нагрузки с пусковым током выше номинального рабочего может спалить сам инвертор или как минимум выжечь предохранитель прикуривателя в блоке предохранителей машины. Хилая 400-ваттная болгарка под 115-й диск при включении на секунду берет ватт 500 и более, и даже маломощный зарядник для ноутбука с момента втыкания в розетку порождает кратковременный стартовый импульс высокого тока, сопровождающийся искрой и громким щелчком.

Дешевые инверторы для защиты от подключения слишком мощной нагрузки оснащаются простейшим плавким предохранителем, расположенным внутри штекера прикуривателя – менять его в случае перегорания муторно и не всегда возможно. Поэтому защита должна быть электронной и относительно «умной» – инвертору нужно кратковременно выдерживать пиковые перегрузки для запуска электроприборов и электроинструмента с высокими пусковыми токами, а при основательной перегрузке преобразователь выключается и с небольшой задержкой автоматически включается заново.

Вот только при покупке на Алиэкспресс (да и не только) тип защиты, алгоритм ее работы и адекватность срабатывания понять до приобретения достаточно сложно – описание не всегда отражает реальность, а отзывы неточны… Остается полагаться на лоты с большим количеством развернутых отзывов от людей, имеющих понимание в электрике, или просто надеяться на удачу…

Доработка инструмента для работы совместно с инвертором

Нередко бывает так, что ваш инвертор по заявленному току подходит для того устройства, которое планируется через него включать, но на деле постоянно вырубается из-за высокого пускового тока. Подобное частенько наблюдается при реализации такой распространенной прикладной задачи, как включение в полевых условиях «болгарки»… Если ваша «болгарка» или иной инструмент не имеет кнопки с зависимостью оборотов от степени нажатия, позволяющей запустить инструмент мягко, без броска тока, плавный пуск можно сделать своими руками. Для этого потребуется универсальный модуль для плавного пуска, который можно приобрести и легко за десять минут встроить практически в любое устройство. Выглядит такой модуль как крошечная коробочка с двумя проводами, и включается она в разрыв любого из двух проводов питания электроприбора – внутри корпуса или даже снаружи, на выносе! В сам инвертор ее, кстати, тоже можно встроить.

Опасен ли инвертор?​

Многим кажется, что исходное напряжение в 12 вольт априори предполагает безопасность. Помните бородатую шутку: «Может ли убить человека 12-вольтовый аккумулятор? Может, но только если упадет со шкафа на голову…».

Увы, 220 вольт в инверторе столь же опасны, как и 220 вольт в домашней розетке. Преобразователь категорически нельзя брать и включать мокрыми руками, и, памятуя о тотальном китайско-безымянном происхождении большинства этих гаджетов, весьма желательно проверить утечку тока на корпус, если в вашей модели он металлический. Подключите к свежекупленному инвертору мультиметр в режиме вольтметра переменного тока: поочередно к каждому из выходных гнезд и к корпусу – напряжения на щупах тестера быть не должно!

Самый быстрый способ найти утечку тока в авто

Железный конь уже давно перестал быть роскошью и считается обычным и доступным средством передвижения. Но мало кто знает, как именно работают основные электрические части и элементы. А ведь опытные водители замечают, что в первую очередь приходит в негодность именно электрооборудование. А в некоторых случаях ещё и новая аккумуляторная батарея выходит из строя буквально на следующий день.

Исправный аккумулятор не может разрядиться за пару дней без причины. Утечка электрического тока – достаточно распространенная проблема современных автомобилей, которые буквально напичканы различной электроникой.

Как правило, проблемы начинают проявляться с приходом холодов, когда батарея быстро теряет заряд, а утечка тока добивает ее полностью. В зимний период года следует более внимательно относиться к работе АКБ.

Причины и последствия

В большинстве случаев главной причиной утечки тока и быстрого разряда аккумуляторной батареи является человеческий фактор. Вот моменты, на которые стоит обратить внимание:

• Электрические приборы – невнимательность, а также незнание технической части приводят к тому, что автолюбители часто забывают выключать электроприборы, которые потребляют заряд. Например, если оставить машину на ночь в гараже с включенными фарами, не стоит удивляться, почему утром она не заводится.
• Сигнализация – при неправильной установке сигнализация будет потреблять больше заряда, что неминуемо приведет к полному разряду аккумулятора.
• Аудиосистема – некоторые музыкальные центры могут потреблять заряд АКБ даже в выключенном состоянии. Как правило, подобная проблема возникает при неправильном подключении автомагнитолы.
• Короткий пробег – если водитель пользуется автомобилем редко или проезжает в день менее 5-7 км, но при этом слушает музыку и включает кондиционер, генератор просто не будет успевать заряжать АКБ.

Нельзя забывать и то, что при неправильной работе генератора батарея будет получать минимальный заряд или наоборот слишком большой, что также негативно влияет на общее состояние АКБ.

На заметку! За аккумуляторной батареей необходимо ухаживать, периодически протирать клеммы, убирать грязь. От состояния проводки также будет зависеть общая работа всех систем. Особенно это актуально на старых автомобилях, где изоляция может просто рассыпаться от времени.

Современные автомобили имеют намного больше электроники, чем было даже десять лет назад. При этом батареи практически не изменились, на что также следует обратить внимание при замене АКБ. Каждый прибор в машине потребляет достаточное количество энергии.

Существуют определенные нормы по утечке тока:

• автомобильная сигнализация в спокойном режиме потребляет не более 20 мА;
• музыкальная система или автомагнитола – не более 3 мА;
• часы в салоне автомобиля потребляют порядка 1-2 мА.

Нормальной считается общая утечка всех приборов и электрооборудования в пределах 0,01-0,10 А. Конечно, общая сумма будет зависеть от конкретного автомобиля и его оснащения. Небольшая утечка не будет влиять на работоспособность АКБ, а вот включенная на ночь лампочка в салоне сможет разрядить батарею очень быстро.

Как найти проблему

Лучшим решением будет обращение к опытному автомобильному электрику, но и самостоятельно можно попробовать найти утечку. Современный автомобиль в состоянии покоя потребляет не больше 60-70 мА, поэтому первым делом необходимо замерить амперметром состояние сети. ДЛя этого нужно:

1. Выключить все электрооборудование.
2. Отсоединить минусовой провод клеммы.
3. Минусовой провод амперметра подсоединить к черному проводу АКБ, а второй (красный) – ко второй клемме.

Важно! Нельзя подключать провода амперметра сразу к двум полюсам аккумуляторной батареи. Один кабель должен быть обязательно отсоединен от АКБ.

Если после измерения показатели превышают норму, следует искать утечку. Для этой цели необходимо поочередно доставать все предохранители, отключать реле и смотреть на измерительный прибор. Если после очередного измерения уровень потребления энергии вернется в норму, значит, проблему удалось обнаружить.

Однако не всегда можно выявить утечку через электрическое оборудование. В таком случае следует искать проблему в стартере или генераторе.

Выводы

Выявить утечку при быстром разряде АКБ не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Имея под рукой необходимое оборудование и немного времени, можно быстро найти неисправность и устранить ее.

Самые «прожорливые» электроприборы в автомобиле

Статья об энергобалансе автомобиля — функционирование электроприборов, бортового оборудования, возможности экономии. В конце статьи — видео о поиске утечки тока в автомобиле.

Содержание статьи:

• Как функционирует автомобильный аккумулятор
• Блок управления бортовой сетью
• Энергетический баланс
• Видео о поиске утечки тока в автомобиле

Трудно подсчитать, чего больше потребляет автомобиль – топлива, энергии, жидкости? Помимо ключевых систем, заставляющих транспортное средство двигаться, современный автомобиль не мыслим без многообразия электронных помощников и приборов, дополнительно потребляющих энергетические ресурсы автомобиля.

Когда аккумулятор уже не новый и быстро теряет заряд или же в зимний период при повышенной нагрузке на батарею, экономия ресурса весьма актуальна. Поэтому полезно знать о том, сколько потребляет каждый гаджет, какие приборы и системы требуют минимума энергии, а какие можно назвать самыми прожорливыми.

Как функционирует автомобильный аккумулятор

Аккумуляторная батарея похожа на некий резервуар, питающий от щедрот своих энергией всех потребителей, установленных в автомобиле. Помимо этого, он:

• помогает легкому старту двигателя, в том числе в холодное время года;
• оказывает поддержку генератору при чрезмерной на него нагрузке;
• обеспечивает постоянную силу тока, стабилизируя напряжение для бесперебойной работы двигателя.

Не перестает работать аккумулятор даже во время фактического «простоя», когда он переходит в холостой режим. Например, когда автомобилист попадает в пробку, у него все равно работают фары, обогреватель или кондиционер, стеклоочиститель, мультимедийная система или просто радио. В совокупности все эти приборы менее чем за час способны настолько сильно истощить аккумулятор, что при запуске двигателя для продолжения движения могут возникнуть определенные неполадки.

Конструкция аккумулятора такова, что ломаться в нем по большому счету нечему. Тогда почему он выходит из строя и подлежит замене?

Как раз в большинстве случаев все неприятности с батареей связаны не с поломками или дефектами, а с высокой нагрузкой от многочисленного дополнительного оборудования. Особенно, если владелец не склонен выключать зарядные устройства для гаджетов, навигатор или отопление, забывать о включенных габаритах, оставляя машину на долгое время.

Крайне неприятен такой «сюрприз» на новом автомобиле, чего водитель никак не может ожидать. Связано это с тем, что некоторые производители в целях экономии специально оснащают свои модели слабыми аккумуляторами.

Блок управления бортовой сетью

Несколько лет назад машина обладала несколькими реле и независимыми блоками, сейчас же он оснащен общей бортовой сетью, несущей ответственность за уровень напряжения на выходе во всех выводах аккумуляторной батареи и за контроль расходования энергии.

В случае снижения выходного напряжения до критического показателя блок управления повышает частоту вращения коленчатого вала двигателя, после чего возрастает частота вращения генератора, что в свою очередь возвращает в оптимальное состояние всю бортовую сеть машины.

Таким образом, бортовая есть выполняет следующие задачи:

• контролирует расход энергии;
• выравнивает напряжение на клеммах аккумулятора;
• регулирует нагрузки путем отключения наименее значимых потребителей;
• управляет основными системами жизнедеятельности автомобиля: обогревом стеклом, отоплением, стеклоочистителями.

Разновидность бортового оборудования

Автомобильное электрооборудование можно поделить на несколько групп:

• основное;
• длительного использования;
• кратковременного включения.

В первую категорию включают системы, гарантирующие работоспособность автомобиля: автоматическую трансмиссию, топливную систему и систему зажигания, блок управления двигателем, систему впрыска.

Ко второй относятся системы пассивной и активной безопасности, освещение и охлаждение, сигнализация, мультимедийная аппаратура, электронные помощники.

Наконец, в последнюю группу попадают обогрев стекол, механизм функционирования стеклоподъемников, прикуриватель, клаксон, стоп-сигнал.

Многие современные модели оборудованы бортовой сетью на две батареи, одна из которых направлена исключительно на работу двигателя, а вторая обслуживает все прочее электрооборудование. Главное преимущество подобной разветвленной системы – ее впечатляющая надежность и долговечность, что позволяет не беспокоиться о стабильном запуске двигателя при любых условиях.

Следом идет автомобильный кондиционер, которому требуются от 80 до 600 Вт. Энергию вытягивает на себя компрессор, механический или электрический, в рабочем состоянии он поглощает для себя большой кусок топлива, энергии и мощности двигателя.

На третьем месте расположился обогрев сидений с его показателем в 240 Вт. После активации функции элементы системы начинают постепенно нагревать сиденья до температуры в 35-40°С, а в процессе увеличивают и потребление энергии, и расход топлива, и повышают нагрузку на генератор.

Некоторые владельцы с целью экономии специально устанавливают заниженную температуру или частично отключают систему, направляя обогрев только на сиденье или только на спинку.

Далее с небольшим отрывом друг от друга следуют электрические стеклоподъемники – 150 Вт и примерно по 100 ВТ забирают прикуриватель, система впрыска, звуковой сигнал, свечи накаливания. Затем по убыванию идут стеклоочиститель, топливный насос, омыватель фар, гидроусилитель руля, ближний свет и противотуманки – все эти приборы требуют от 70 до 200 ВТ.

Энергетический баланс

Этот термин характеризует пропорцию между емкостью аккумулятора и аппетитом всех потребителей электроэнергии. Если перевес идет в сторону прожорливого оборудования, это приводит к быстрой разрядке аккумулятора. Поэтому задача автовладельца — поддерживать этот баланс на оптимальном уровне, не перегружая чрезмерным количеством дополнительных приборов или экстремальными нагрузками в процессе эксплуатации машины.

Например, не следует злоупотреблять дальним светом, который требуется в основном во время передвижения по загородным трассам и на больших скоростях. В городской черте при наличии достаточного освещения вдоль дороги свет рекомендуется отключать, хоть немного, но экономя энергию.

Экономить на ближнем свете небезопасно, но одновременно с ним горит подсветка номерного знака и приборной панели, а также габаритные огни. В совокупности они потребляют порядка 150 Вт, но так как правила не требуют этого освещения как обязательного, его как раз можно исключить.

У автомобилиста есть 2 способа сэкономить энергию в данном случае:

Подключить ближний свет с помощью отдельного реле, чья катушка будет иметь свой выключатель на клемме замка зажигания. Тогда ближний свет днем будет включаться только во время работы двигателя, а отключить фары всегда можно будет посредством выключателя.

Светодиоды окажутся полезным приобретением для тех владельцев, которые забывают выключить габаритные огни, оставляя автомобиль на короткое или длительное время.

А вот замена освещения в противотуманных фонарях или фонарях заднего хода не даст какого-либо заметного результата вследствие редкого использования и низкого потребления ресурса. Сменить их можно только в рамках планового ремонта, техобслуживания, при выходе из строя штатных ламп, то есть в случае крайней необходимости и по желанию водителю.

Если речь идет о владении большим автомобилем – микроавтобусом, кемперем, который представляет собой дом на колесах, там идет чрезвычайно большое потребление энергии. Реально сэкономить водитель сможет в том случае, если находящиеся в кемпере бытовые приборы (холодильник, электрочайник, кофеварку) подключит к собственной, отдельной батарее, не тратя ресурсы аккумулятора.

Видео о поиске утечки тока в автомобиле:

Источник http://www.9111.ru/questions/777777777944016/
Источник http://www.autosaratov.ru/obzor/utechka-toka-v-avto/
Источник Источник http://fastmb.ru/soveti_auto/2573-samye-prozhorlivye-elektropribory-v-avtomobile.html