В современных бытовых сетях огромное количество приборов и устройств питаются от пониженного напряжения. Как правило, это слаботочные приборы, в цепи питания которых используется 12 Вольт: газовые нагреватели, ручной электроинструмент, переносные и стационарные светильники, детские игрушки и многое другое.
Из-за широкого применения обыватели пытаются организовать питание для таких приборов самостоятельно, поэтому в данной статье мы рассмотрим, как получить 12 Вольт различными способами.
Получаем 12 Вольт из 220
Наиболее доступным источником питания с практически неограниченным ресурсом мощности является бытовая сеть переменного напряжения 220 Вольт. Все что нужно для получения 12 Вольт – понизить, а при необходимости, и преобразовать имеющуюся электрическую величину в постоянную.
Для этого можно использовать один из нескольких способов:
- с использованием трансформатора для понижения и диодного моста для дальнейшего выпрямления;
- при помощи гасящего конденсатора;
- без трансформатора – с применением резистора или полупроводникового устройства.
Теперь рассмотрим каждый из способов более детально.
Способ без трансформатора
В случае отсутствия трансформатора, который мог бы понизить напряжение сети до 12 Вольт, обойтись можно и обычным резистором. Дело в том, что падение напряжения на резисторе, подключенном последовательно нагрузке в 208 Вольт обеспечит 12 Вольт на нужном устройстве, при условии, что в сети 220 Вольт.
Если напряжение сети значительно отличается, то универсальная формула для расчета величины дополнительного резистора будет выглядеть следующим образом:
R1 = Uc / I — Rн
где
- R1 – сопротивление дополнительного резистора;
- RН – сопротивление нагрузки;
- I – ток в цепи резистора и нагрузки (можно брать паспортное значение);
- UC – напряжение в сети.
Такой способ, чтобы получить 12 Вольт нельзя назвать оправданным, так как падение напряжения на резисторе будет приводить к расходу мощности и дополнительным затратам электроэнергии. Поэтому еще одним вариантом для понижения уровня напряжения является использование тиристорного или симисторного регулирования. Пример такой схемы приведен на рисунке ниже:
Понижение напряжения при помощи симистора
Здесь токоограничивающая цепочка конденсатором C1 резисторами R1 и R2, которые определяют время заряда емкости и подачи импульса через динистор VS1 на управляющий электрод симистора VS2. Это классический вариант управления величиной выходного напряжения, который часто применяется в диммерах.
Использование гасящего конденсатора
Помимо вышеприведенных методов чтобы получить 12 Вольт можно использовать схему с гасящим конденсатором.
Понижение напряжения с помощью гасящего конденсатора
На рисунке выше приведен пример с двумя гасящими конденсаторами C1 и C2, здесь обе емкости предназначены для снижения переменного напряжения, поступающего от сети. Время на заряд конденсатора существенно сокращает длительность полупериода, подаваемого на мост VD1. Далее электрическая величина передается через стабилизирующие резистор R3, конденсаторы C3 и C6 к линейному преобразователю D1. Затем от преобразователя через конденсаторы C4 и C5 напряжение подается к питаемому устройству.
Схема с трансформатором
Наиболее распространенным вариантом понижения сетевого напряжения, чтобы получить 12 Вольт, является использование трансформатора. Для этого используется специальная электрическая машина с соответствующими параметрами по входному и выходному напряжению.
Понижение напряжения с использованием трансформатора
Как видите, на высокую сторону обмоток трансформатора подается напряжение сети 220 Вольт. Далее, пониженное напряжение поочередно подается полуволнами на входные клеммы диодного моста VD1 — VD4. От диодного моста постоянное напряжение подается к нагрузке через фильтрующий конденсатор C.
Это наиболее простой вариант схемы с понижающим трансформатором, но при необходимости постоянного использования устройство можно дополнить функциональными элементами – переменным резистором или стабилизатором.
>>>> Идеи для жизни | NOVATE.RU
Когда все перечисленное будет сделано, устанавливаем щетки. Собираем мотор дрели. Проверку работоспособности агрегата можно осуществить, подключив аккумулятор на 12 Вольт. Если конструкция работает, проводим окончательную сборку. Не забываем подключить кнопку дрели. Важно понимать, что после такой переработки, дрель серьезно потеряет в мощности, однако сверлить, закручивать и выкручивать ей все еще будет можно.
Источник
Форма синусоиды
Чистый синус и модифицированная синусоида
Некоторые читатели обращаются с вопросом, какая синусоида на выходе инвертора 12V 220V лучше, прямоугольной формы или чистая синусоида? Из-за особенностей преобразования самое простое это получить переменный ток с прямоугольными импульсами частотой 50Гц. Конечно это не естественная синусоида как в домашней сети. Современные ШИМ контроллеры могут делать форму практически естественной, но состоящую из коротких импульсов, так называемую чистую синусоиду. Не каждый электроприбор сможет правильно работать на квадратном синусе. Отказываются правильно работать электродвигатели, холодильники, микроволновые печи.
Советуем изучить Простой лабораторный блок питания на lm317
Индикаторы для дополнительного контроля
Чистая синусоида в автоинверторе 12 220в предпочтительней, на неё рассчитаны все электрические приборы, но такие гораздо дороже. Модифицированная синусоида заставляет схемы работать в нештатном режиме. Повышается нагрев радиоэлектронных деталей, дроссели начинают шуметь. Похожие результаты можно получить, если диммировать светодиодную лампу, которая не поддерживает регулировку яркости. При 160В светодиодная лампа начинает мигать и сильно трещать.
Модификации для систем сигнализации
Под системы сигнализации используются инверторы небольшой мощности. Параметр перегрузки преобразователей равняется не более 30 А. Если рассматривать инвертор 12 в 220 на 500 Вт, то коэффициент полезного действия в устройствах, как правило, не превышает 70%. Многие модификации продаются с системами защиты от импульсов. Показатель напряжения в среднем равняется 10 В. В подключении устройства данного типа очень просты.
Пороговая частота преобразователей не превышает 50 Гц. Если рассматривать инвертор 12 в 220 на 600 Вт, то он продается с линейным датчиком. В первую очередь устройство позволяет решить проблемы с перегрузками сети. Также инвертор помогает справляться с помехами. Система защиты от перезарядки установлена не во всех модификациях. Параметр выходного напряжения у моделей равняется 220 В. При этом предельная частота преобразователя колеблется в районе 30 Гц.
Советуем изучить Splan – программа для черчения электрических и электронных схемПреимущества Porto
Указанный инвертор 12-220 5 кВт производится с защитным корпусом. Встретить его можно в автомобилях различных марок. Корпус в данном случае сделан из алюминия, поэтому много не весит. Система защиты используется с одним фильтром. Параметр выходного напряжения у преобразователя составляет 220 В
Также важно отметить, что минимальная допустимая температура инвертора составляет около -20 градусов. Пороговая частота преобразователя находится на уровне 55 Гц
Советуем изучить Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов
Система защиты от перегрузки в устройстве не используется. Входное напряжение у модификации равняется 12 В. Коэффициент полезного действия у прибора невысокий. Для систем отопления модель подходит хорошо.
Основные характеристики преобразователей
Система, состоящая из инвертора и аккумуляторных батарей, является бесперебойной. При отключении электричества приборы будут получать энергию через преобразователь.
Все устройства подобного типа имеют следующие характеристики:
- Номинальную мощность (ватт).
- Выходная форма сигнала.
- Рабочий КПД (%).
- Вид охлаждения – активный (воздушное или водяное), пассивный (радиатор).
- Потребление тока (ампер).
- Тип защиты от КЗ (механический, электронный).
- Минимальный и номинальный допустимые уровни переменного напряжения на выходе преобразователя и постоянного на его входе.
При покупке стоит обратить внимание лишь на две основные величины:
- мощность инвертора;
- форму выходного сигнала.
Выбор преобразующего устройства должен выполняться с учетом подключаемой нагрузки. Ряд приборов в момент запуска потребляют мощность, многократно превышающую номинальную величину. К ним относятся некоторые модели насосов, кондиционеры, холодильники. Эта особенность должна учитываться при приобретении устройства.
Для определения этого параметра надо сложить мощности всех электроприборов, которые будут задействованы. Затем купить ПН на 20% мощнее полученной суммы.
Лучше выбирать дорогие аппараты. В них все параметры строго выдержаны. У бюджетных моделей форма сигнала далека от синусоиды, а численное значение мощности, указанной на корпусе или в паспорте, может оказаться завышенным.
При покупке необходимо обратить внимание на мощность.
