Как сделать регулируемый блок питания своими руками за 5 минут

Обновлено: 05.07.2024

Что делает инвертор мощности и для чего я могу его использовать?

Инвертор мощности преобразует постоянный ток от батареи в обычный переменный ток, который можно использовать для работы любых устройств . электрическое освещение, кухонные приборы, микроволновые печи, электроинструменты, телевизоры, радиоприемники, компьютеры и многое другое. Вы просто подключаете инвертор к аккумулятору и подключаете устройства переменного тока к инвертору. и у вас есть портативная мощность. в любое время и в любом месте.

Инвертор питается от 12-вольтовой батареи (предпочтительно глубокого цикла) или от нескольких батарей, соединенных параллельно. Аккумулятор необходимо будет перезарядить, так как инвертор потребляет от него энергию. Аккумулятор можно заряжать от автомобильного двигателя, газогенератора, солнечных батарей или ветра. Или вы можете использовать зарядное устройство, подключенное к розетке переменного тока, для подзарядки аккумулятора.

Использование инвертора для аварийного резервного питания дома

Очень простой способ использовать инвертор для аварийного питания (например, во время отключения электроэнергии) – это использовать автомобильный аккумулятор (при работающем автомобиле) и удлинитель, идущий в дом, где затем можно подключить в электроприборах.

Инвертор какого размера мне следует купить?

У нас есть инверторы разных размеров и нескольких марок. См. нашу страницу инверторов для ознакомления со спецификациями каждой из наших моделей.

Краткий ответ: размер, который вы выбираете, зависит от мощности (или ампер) того, что вы хотите запустить (узнайте потребляемую мощность, обратившись к табличке с техническими характеристиками на приборе или инструменте). Мы рекомендуем вам купить модель большего размера, чем вы думаете, вам понадобится (как минимум на 10–20 % больше, чем ваша самая большая загрузка).

Пример: вы хотите подключить компьютер с 17-дюймовым монитором, подсветкой и радиоприемником.

Компьютер:	300 Вт
2–60 Вт лампы:	120 Вт
Радио:	10 Вт
Всего требуется:	430 Вт

Для этого приложения вам потребуется как минимум инвертор мощностью 500 Вт, и вам следует подумать о более мощном инверторе, так как, вероятно, настанет время, когда вы пожалеете, что не купили более крупную модель . в этом примере вы можете включить вентилятор во время вычислений или позволить детям смотреть телевизор.

Подробный ответ: определите непрерывную нагрузку и начальную (пиковую) нагрузку: вам необходимо определить, какая мощность вашего инструмента или устройства (или их комбинации, которую вы будете использовать одновременно) требуется для запуска (начальная нагрузка), а также требования к непрерывной работе (непрерывная нагрузка).

Под терминами "непрерывная мощность – 2 000 Вт" и "пиковая мощность – 4 000 Ватт" подразумевается, что некоторым приборам или инструментам, например с двигателем, для запуска требуется первоначальный скачок мощности ("пусковая нагрузка "или "пиковая нагрузка"). После запуска инструменту или устройству требуется меньше энергии для продолжения работы («непрерывная нагрузка»)

Полезные формулы:

Чтобы преобразовать AMPS в WATTS:

Умножьте: AMPS X 120 (напряжение переменного тока) = WATTS
Эта формула дает близкое приближение к продолжительной нагрузке устройства

Чтобы рассчитать приблизительную начальную нагрузку:

Умножить: WATTS X 2 = Начальная нагрузка.
Эта формула дает близкое приближение к начальной нагрузке прибора, хотя для некоторых может потребоваться еще большая начальная нагрузка. ПРИМЕЧАНИЕ. Асинхронные двигатели, такие как кондиционеры, холодильники, морозильники и насосы, могут иметь пусковой импульс, в 3–7 раз превышающий непрерывный номинал.

Чаще всего пусковая нагрузка электроприбора или электроинструмента определяет, сможет ли инвертор обеспечить его питание.

Например, у вас есть морозильник с постоянной нагрузкой 4 А и начальной нагрузкой 12 А:

4 ампера x 120 вольт = 480 ватт в непрерывном режиме
12 ампер x 120 вольт = 1440 ватт при стартовой нагрузке

Вам потребуется инвертор с пиковой мощностью более 1440 Вт.

ФОРМУЛА для преобразования ватт переменного тока в ампер постоянного тока:

Ватт переменного тока, разделенный на 12 x 1,1 = Ампер постоянного тока
(это размер автомобильного генератора, который вам потребуется, чтобы выдерживать определенную нагрузку; например, чтобы не отставать от непрерывного потребления 1000 Вт, вы потребуется генератор на 91 ампер)

Нужна ли мне модифицированная синусоида или чистая синусоида?

Преимущества инверторов с чистой синусоидой по сравнению с инверторами с модифицированной синусоидой:

a) Форма волны выходного напряжения представляет собой чистую синусоиду с очень низким уровнем гармонических искажений и чистой мощностью, такой как электроэнергия, поставляемая коммунальными службами.

b) Индуктивные нагрузки, такие как микроволновые печи и двигатели, работают быстрее, тише и меньше нагреваются.

c) Снижает звуковые и электрические помехи от вентиляторов, флуоресцентных ламп, аудиоусилителей, телевизоров, игровых консолей, факсов и автоответчиков.

d) Предотвращает сбои в работе компьютеров, странные распечатки, сбои и шумы на мониторах.

e) Обеспечивает надежное питание следующих устройств, которые обычно не работают с модифицированными синусоидальными инверторами:

Лазерные принтеры, копировальные аппараты, магнитооптические жесткие диски.
Некоторые портативные компьютеры (необходимо уточнить у производителя)
Некоторые люминесцентные лампы с электронными балластами.
Электроинструменты с твердотельным питанием или регулированием скорости.
Некоторые зарядные устройства для беспроводных инструментов
Некоторые новые печи и пеллетные печи с микропроцессорным управлением
Цифровые часы с радио.
Швейные машины с управлением скоростью/микропроцессором
Система домашней автоматизации X-10
Медицинское оборудование, такое как концентраторы кислорода.

На сайте DonRowe.com представлена полная линейка чистых синусоидальных и модифицированных синусоидальных преобразователей мощности. Модифицированная синусоида хорошо подходит для большинства применений и является наиболее распространенным типом инвертора на рынке, а также наиболее экономичным. Инверторы Pure Sine Wave (также называемые True Sine Wave) больше подходят для чувствительных электрических или электронных устройств, таких как портативные компьютеры, стереосистемы, лазерные принтеры, определенные специализированные приложения, такие как медицинское оборудование, печь на пеллетах со встроенным компьютером, цифровые часы, хлеб. производители с многоступенчатыми таймерами, регулируемой скоростью или перезаряжаемыми инструментами (см. раздел «Предостережения по использованию прибора» ниже). Если вы хотите использовать эти элементы с инвертором, выберите инвертор Pure Sine Wave. Если вы в основном хотите включить свет, телевизор, микроволновую печь, инструменты и т. д., модифицированный синусоидальный инвертор подойдет для ваших нужд.

Нас часто спрашивают, будут ли компьютеры работать с модифицированной синусоидой. По нашему опыту, большинство (за исключением некоторых ноутбуков) будут работать (хотя некоторые мониторы будут иметь помехи, такие как линии или гудение). Однако, если у вас есть какие-либо сомнения относительно какого-либо прибора, инструмента или устройства, особенно портативных компьютеров и медицинского оборудования, такого как концентраторы кислорода, мы рекомендуем вам проконсультироваться с его производителем, чтобы убедиться, что оно совместимо с модифицированным синусоидальным инвертором. Если это не так, выберите вместо этого один из наших инверторов Pure Sine.

Разница между ними заключается в том, что инвертор Pure Sine Wave производит более качественный и чистый ток. Они также значительно дороже. Вы можете счесть практичным приобрести небольшой инвертор Pure Sine Wave для любых «особых потребностей», которые могут у вас возникнуть, а также более крупный инвертор Modified Sine Wave для остальных приложений.

Как подключить инвертор? Кабель какого размера следует использовать и входит ли он в комплект?

Многие небольшие инверторы (450 Вт и менее) поставляются с адаптером для прикуривателя и могут быть подключены к розетке прикуривателя вашего автомобиля (хотя вы не сможете получить от прикуривателя мощность более 150–200 Вт). Небольшие устройства также поставляются с кабелями, которые можно прикрепить непосредственно к аккумулятору. Если вам нужен инвертор, который можно подключить к прикуривателю, выберите инвертор мощностью 450 Вт или меньше.

Большие инверторы (500 Вт и более) должны быть жестко подключены непосредственно к аккумулятору. Размер кабеля зависит от расстояния между аккумулятором и инвертором и будет указан в руководстве пользователя.

При подключении инвертора к аккумулятору всегда используйте устройство защиты от перегрузки по току, такое как предохранитель или автоматический выключатель, и используйте самый толстый доступный провод наименьшей практической длины.

См. нашу страницу кабелей для рекомендаций по каждому из инверторов, которые мы продаем.

Что такое устройство защиты от перегрузки по току? Зачем мне это нужно?

Батарейки способны подавать большой ток, и в случае короткого замыкания могут присутствовать тысячи ампер. Короткое замыкание может повредить вашу систему, вызвать пожар и быть опасным для вашего здоровья. Включение устройства перегрузки по току является эффективной линией защиты от возникновения короткого замыкания. Устройство защиты от перегрузки по току обычно представляет собой предохранитель или автоматический выключатель, который подключается к положительному кабелю между инвертором и аккумулятором для защиты вашей системы. Быстродействующий предохранитель или автоматический выключатель перегорает в течение миллисекунд в условиях короткого замыкания, предотвращая любые повреждения или опасности.

Важно правильно подобрать размер предохранителя или автоматического выключателя как для инвертора, так и для кабелей. Предохранитель слишком большого размера может привести к тому, что кабели превысят допустимый ток, в результате чего кабели раскалятся докрасна и станут опасными.Обратитесь к руководству пользователя, чтобы узнать рекомендуемый размер предохранителя или автоматического выключателя, а также сечение кабеля для безопасной установки.

Здесь доступны предохранители и автоматические выключатели для защиты инвертора.

Какой тип аккумулятора следует использовать (автомобильный или аккумулятор глубокого разряда)?

Небольшие инверторы. Большинство автомобильных и морских аккумуляторов обеспечивают достаточную мощность в течение 30–60 минут даже при выключенном двигателе. Фактическое время может варьироваться в зависимости от возраста и состояния батареи, а также от потребляемой мощности оборудования, работающего от инвертора. Если вы используете инвертор при выключенном двигателе, вы должны запускать двигатель каждый час и давать ему поработать в течение 10 минут для подзарядки аккумулятора.

Инверторы мощностью 500 Вт и выше. Мы рекомендуем использовать аккумуляторы глубокого разряда (морские или для жилых автофургонов), которые обеспечивают несколько сотен полных циклов зарядки/разрядки. Если вы используете обычные автомобильные пусковые аккумуляторы, они изнашиваются примерно через дюжину циклов зарядки/разрядки. Если у вас нет аккумуляторной батареи глубокого разряда, мы рекомендуем запускать двигатель вашего автомобиля при работе с инвертором мощности.

При работе инвертора с аккумулятором глубокого разряда запускайте двигатель каждые 30–60 минут и дайте ему поработать в течение 10 минут, чтобы зарядить аккумулятор.

Когда инвертор будет работать с приборами с высокой непрерывной нагрузкой в течение длительного времени, не рекомендуется использовать для питания инвертора тот же аккумулятор, который используется для питания вашего автомобиля или грузовика. Если аккумулятор легкового или грузового автомобиля используется в течение длительного периода времени, возможно, что напряжение аккумуляторной батареи может снизиться до такой степени, что резервной мощности аккумуляторной батареи будет недостаточно для запуска транспортного средства. В этих случаях рекомендуется иметь дополнительную батарею глубокого разряда для инвертора (установленную рядом с инвертором), подключенную кабелем к пусковой батарее. Между батареями рекомендуется установить изолятор батареи.

Как долго инвертор может работать от батареи?

Чтобы оценить, как долго комбинация батареи и устройства будет работать вместе, используйте этот удобный калькулятор. (Совет: если результат калькулятора равен 0 часов, то общего количества ампер/часов банка батарей недостаточно для работы нагрузки. Попробуйте добавить дополнительные ампер/часы в поле банка батарей, чтобы обеспечить требуемую мощность.)

Показывает фактическое энергопотребление, измеренное на образцах продуктов. Нажмите ниже, чтобы просмотреть таблицу типичного использования оборудования/инструмента

Нажмите кнопку "Рассчитать", чтобы узнать, сколько часов должна работать ваша конфигурация.

Вы также можете использовать эти формулы, чтобы рассчитать, как долго ваш прибор будет работать от батареи.

Для 12-вольтовой системы:

(10 x (Емкость аккумулятора в ампер-часах) / (мощность нагрузки в ваттах)) / 2 = время работы в часах

Для 24-вольтовой системы:

(20 x (Емкость аккумулятора в ампер-часах) / (мощность нагрузки в ваттах)) / 2 = время работы в часах

Совет. Аккумуляторы глубокого разряда (морские) обычно имеют самый высокий рейтинг резерва. Они также способны выдерживать многократные разряды и перезарядки.

Совет. Батареи запуска двигателя не следует разряжать ниже уровня заряда 90 %, а морские батареи глубокого цикла не следует разряжать ниже уровня заряда 50 %. Это сократит срок службы батареи в соответствии с рекомендациями большинства производителей батарей.

Примечание. Если вы собираетесь использовать электроинструменты в коммерческих целях или с любой нагрузкой мощностью 200 Вт в течение более 1 часа регулярно (между подзарядкой аккумулятора), мы рекомендуем установить вспомогательный аккумулятор для питания инвертора. Эта батарея должна быть типа глубокого цикла и иметь размер, соответствующий ожидаемому времени работы при выключенном двигателе. Вспомогательная батарея должна быть подключена к генератору переменного тока через модуль изолятора, чтобы инвертор не разрядил пусковую батарею двигателя, когда двигатель выключен.

Как подключить два или более аккумуляторов?

Может быть целесообразно, чтобы инвертор работал от группы 12-вольтовых батарей одного типа в «параллельной» конфигурации. Две такие батареи будут генерировать в два раза больше ампер/часов, чем одна батарея; три батареи будут генерировать в три раза больше ампер/часов и так далее. Это продлит время до того, как ваши батареи потребуют перезарядки, что даст вам больше времени, в течение которого вы можете работать с вашими приборами.

Вы также можете соединить батареи на 6 В последовательно, чтобы удвоить напряжение до 12 В. Обратите внимание, что батареи на 6 В должны быть подключены парами.

Работа микроволновой печи с инвертором мощности

Номинальная мощность, используемая в микроволновых печах, — это «мощность приготовления», которая относится к мощности, «подаваемой» на готовящуюся пищу. Фактическая номинальная мощность, необходимая для работы, выше, чем номинальная мощность приготовления пищи (например, микроволновая печь с «рекламируемой» мощностью 600 Вт обычно соответствует почти 1100 Вт потребляемой мощности).Фактическая потребляемая мощность обычно указывается на задней панели микроволновой печи. Если требования к рабочей мощности не указаны на задней панели микроволновой печи, обратитесь к руководству пользователя или свяжитесь с производителем.

Работа фотостроба с преобразователем мощности

Для фотографического стробоскопа или вспышки обычно требуется инвертор с чистой синусоидой, способный повышать мощность как минимум в 4 раза по сравнению с мощностью стробоскопа. Например, для стробоскопа мощностью 300 Вт требуется инвертор, способный повышать мощность до 1200 Вт или более.

Для получения дополнительной информации прочтите это руководство по применению Samlex.

Работа лазерного принтера с преобразователем мощности

Для лазерного принтера обычно требуется инвертор с чистой синусоидой, способный повышать мощность как минимум в 6,5 раз по сравнению с максимальной номинальной мощностью принтера. Например, для лазерного принтера мощностью 500 Вт требуется инвертор с максимальной мощностью не менее 3 250 Вт.

К струйному принтеру не предъявляются те же требования, что и к лазерному принтеру. Струйные принтеры могут нормально работать с модифицированным синусоидальным инвертором, рассчитанным на требуемую мощность принтера.

Дополнительную информацию см. в нашем блоге инверторов и в этом руководстве по применению Samlex.

Предложения по телевидению и аудио

Несмотря на то, что все наши инверторы экранированы и фильтруются для минимизации помех сигнала, некоторые помехи телевизионному изображению могут быть неизбежны, особенно при слабых сигналах.

Вот несколько советов, которые могут улучшить прием:

<р>1. Сначала убедитесь, что телевизионная антенна дает четкий сигнал при нормальных условиях эксплуатации (например, дома, подключенном к стандартной розетке 110AC). Также убедитесь, что кабель антенны правильно экранирован и имеет хорошее качество.

<р>2. Поменяйте местами инвертор, антенные кабели и кабель питания телевизора.

<р>3. Изолируйте телевизор, шнур питания и антенные кабели от источника питания 12 В, проложив удлинитель от инвертора к телевизору. Убедитесь, что лишний шнур питания переменного тока находится на расстоянии от телевизора.

<р>4. Смотайте шнур питания телевизора и входные кабели, идущие от источника питания 12 В к инвертору.

<р>5. Прикрепите «Ферритовый фильтр линии передачи данных» к шнуру питания телевизора. Может потребоваться более одного фильтра. Они доступны в магазинах электроники, включая Radio Shack (Radio Shack, номер по каталогу 273-105)

ПРИМЕЧАНИЕ. Некоторые недорогие аудиосистемы могут издавать легкий "жужжащий" звук при работе с инвертором. Это вызвано некачественными фильтрами в аудиосистеме. Единственное решение этой проблемы — использование звуковой системы с более качественным источником питания.

Предостережения относительно устройств (для модифицированных синусоидальных инверторов):

НЕ подключайте небольшие электроприборы к инверторным розеткам переменного тока для прямой подзарядки их никель-кадмиевых аккумуляторов. Всегда используйте зарядное устройство, поставляемое с этим устройством.

НЕ подключайте зарядные устройства для беспроводных электроинструментов, если на зарядном устройстве имеется предупреждение о наличии опасного напряжения на клеммах аккумулятора.

Не все люминесцентные лампы правильно работают с модифицированным синусоидальным инвертором. Если лампа кажется слишком яркой или не загорается, не используйте лампу с инвертором.

Некоторые вентиляторы с синхронными двигателями могут немного увеличить скорость (об/мин) при питании от модифицированного синусоидального инвертора. Это не вредно для вентилятора или инвертора.

Некоторые зарядные устройства для небольших никель-кадмиевых аккумуляторов могут быть повреждены, если их подключить к модифицированному синусоидальному инвертору. В частности, повреждению подвержены два типа бытовой техники:

Небольшие электроприборы, работающие от батареек, такие как фонарики, беспроводные бритвы и зубные щетки, которые можно подключать непосредственно к розетке переменного тока для подзарядки.
Некоторые зарядные устройства для аккумуляторов, которые используются в некоторых беспроводных ручных инструментах. Зарядные устройства для этих инструментов имеют предупреждающую этикетку о том, что на клеммах аккумулятора присутствует опасное напряжение.

НЕ используйте модифицированный синусоидальный инвертор с двумя указанными выше типами оборудования.

У большинства портативных устройств этой проблемы нет. В большинстве портативных устройств используются отдельные трансформаторы или зарядные устройства, которые подключаются к розеткам переменного тока для подачи на устройство низковольтного постоянного или переменного тока. Если на этикетке устройства указано, что зарядное устройство или адаптер выдает низкое напряжение постоянного или переменного тока (30 В или меньше), не должно возникнуть проблем с питанием этого зарядного устройства или адаптера.

Предупреждение о безопасности: ток 110 В может быть смертельным. Неправильное использование инвертора мощности может привести к материальному ущербу, травмам или гибели людей. Внимательно прочтите и следуйте инструкциям в руководстве пользователя, прилагаемом к каждому инвертору, для важных соображений безопасности и мер предосторожности.

Добро пожаловать в третью часть нашей серии статей "Расширяя границы", в которой мы подробно рассмотрим вопрос, который часто приходится слышать в CUI: "Что, если мой блок питания будет работать за пределами определенного диапазона технических характеристик?" В первой части мы рассмотрели характеристики входного напряжения, а во второй части обсудили пределы выходного тока. Теперь в части 3 мы рассмотрим рабочую температуру блока питания и то, что может произойти при превышении указанного диапазона.

Пределы рабочей температуры

Даже с современными технологиями вы не всегда можете предсказать погоду, а для электрических систем в неконтролируемой среде это может стать проблемой, если температура выйдет за пределы указанного рабочего диапазона. Превышение минимальной или максимальной температуры может вызвать ряд проблем с блоком питания, включая снижение производительности, сокращение ожидаемого срока службы и полный отказ.

Превышение пределов рабочей температуры — проблемы с производительностью

Проблемы с производительностью возникают, когда блок питания продолжает работать, но не соответствует заявленным характеристикам. На электрические характеристики большинства компонентов влияют тепловые условия, в которых они работают, поэтому тепловые пределы определены для поддержания работы компонентов в приемлемом диапазоне, в котором учитываются их рабочие характеристики. За пределами этого диапазона поведение компонентов больше не гарантируется, и ухудшение характеристик производительности, включая эффективность, колебания, регулирование и даже электромагнитные помехи, становится проблемой.

Компоненты источника питания можно разделить на две категории: с положительным температурным коэффициентом (PTC) и с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). PTC увидят, что значение компонента, способствующего потерям, изменяется в том же направлении, что и температура, а NTC увидят противоположное.

Компоненты силовой передачи, представляющие собой устройства PTC, такие как полевые МОП-транзисторы, эффективное сопротивление которых в открытом состоянии увеличивается с ростом температуры (см. график ниже), будут испытывать увеличение потерь при повышении температуры.

Кривые сопротивления MOSFET в открытом состоянии при различных температурах

Устройства NTC, такие как диоды в мостовом выпрямителе, прямое напряжение которых падает при повышении температуры (см. график ниже), уменьшат потери. При изменении нагрузки и температурных условий могут доминировать устройства NTC или PTC, что приводит к изменению эффективности всего источника питания в одном или другом направлении.

Кривые прямого напряжения при различных температурах

Другие компоненты, не проводящие большой ток, не будут влиять на рассеиваемую мощность, однако их значения часто используются для измерения различных аспектов источника питания. Обычно используется простой делитель напряжения, состоящий из двух резисторов, для установки выходного напряжения источника питания, и изменения значений этих резисторов вызывают изменение выходного напряжения вместе с ним. Другие сенсорные компоненты могут вызывать проблемы со встроенной защитой. Резистор обычно используется для измерения тока в силовой цепи, а напряжение на этом резисторе используется для отключения питания в случае перегрузки по току. Изменение значения этого резистора может привести к слишком раннему или слишком позднему срабатыванию защиты.

Работа при температуре ниже минимальной имеет те же проблемы, что и работа при температуре выше максимальной. Одной из проблем при низких температурах является уменьшение емкости внутри конденсаторов (см. график ниже). Обычно существует несколько больших электролитических конденсаторов, которые имеют решающее значение для работы устройства, например, те, которые удерживают напряжение после выпрямителя, или те, которые используются на выходе источника питания. Уменьшение их емкости может привести к увеличению пульсаций и даже к неудачному запуску.

Зависимость емкости алюминиевого электролитического конденсатора от температуры

Устройства NTC, такие как термистор, который используется для ограничения пускового тока, увидят, что их значения увеличатся. Если температура упадет слишком сильно, они могут увидеть, что их значение увеличится до такой степени, что они снизят эффективность или заблокируют работу.

Помимо проблем с производительностью, которые легче обнаружить, скрытые проблемы, такие как повышенное электромагнитное излучение (EMI), могут возникать и оставаться незамеченными в течение некоторого времени. На характеристики фильтра электромагнитных помех влияет температура компонентов фильтра. Если фильтр работает за пределами диапазона, для которого он был разработан, он не сможет эффективно ослабить выбросы и приведет к тому, что система не будет соответствовать требованиям EMI.

Превышение пределов рабочей температуры — надежность

Надежность и ожидаемый срок службы многих компонентов напрямую связаны с их рабочей температурой. Срок службы таких компонентов, как выходные конденсаторы источника питания, может резко сократиться из-за работы при температуре выше номинальной.Если повышение температуры вызовет увеличение тока пульсаций, можно ожидать, что температура выходных конденсаторов увеличится из-за мощности, рассеиваемой на эквивалентном последовательном сопротивлении (ESR). Illinois Capacitor Inc. заявляет, что повышение температуры на 10 °C по сравнению с температурой окружающей среды сократит срок службы их алюминиевых электролитических конденсаторов вдвое.

Сокращение ожидаемого срока службы выходных конденсаторов, а также многих других компонентов из-за повышения рабочей температуры внутри блока питания, безусловно, сократит ожидаемый срок службы всего блока питания. С другой стороны, работа при низких температурах может привести к снижению надежности из-за физического износа, такого как растрескивание паяных соединений, керамических конденсаторов, выводов SMD и пластика.

Превышение пределов рабочей температуры — отказ компонента

В зависимости от конструкции блок питания будет защищать себя, отключаясь или рискуя выйти из строя компонентов при работе за пределами своих тепловых пределов.

Некоторые блоки питания оснащены функциями защиты от перегрева. В этих случаях источник питания отключается до тех пор, пока температура не вернется в заданные пределы, часто с некоторым гистерезисом. Другие блоки питания, которые не имеют общесистемной защиты от перегрева, могут иметь некоторые компоненты с собственной внутренней защитой. В этом сценарии некоторые части цепи могут отключиться, а другие останутся в рабочем состоянии, что может привести к осложнениям и сбоям.

Если источник питания не имеет встроенной защиты, устройства PTC в силовой передаче подвержены риску отказа при работе за пределами диапазона температур. Эти устройства обычно имеют определенный запас прочности, однако этот запас зависит от условий эксплуатации, таких как входное напряжение, и может быть уже в разных областях рабочего диапазона.

Заключение

Рабочая температура влияет на каждый компонент внутри блока питания. Эксплуатация за пределами тепловых пределов источника питания может привести к тому, что компоненты будут вести себя не так, как предполагалось, что приведет к сокращению ожидаемого срока службы и даже к полному выходу из строя. Перед работой за пределами указанного температурного диапазона следует проконсультироваться с производителем, чтобы определить, какое влияние это окажет на конкретный блок питания.

И инверторы, и источники бесперебойного питания (ИБП) могут вырабатывать мощность переменного тока из источников постоянного тока, и по этой причине их часто путают. Однако ИБП — это более сложное устройство с большим количеством функций, и в качестве одного из его внутренних компонентов фактически используется инвертор.

Проще говоря, инвертор получает электроэнергию от источников постоянного тока (постоянного тока), таких как батареи или солнечные батареи, и обеспечивает переменный ток (AC), используемый большинством бытовых приборов. У ИБП тоже есть эта функция, но у него есть дополнительные функции, такие как мгновенный отклик и накопление энергии.

Убедитесь, что ваши устройства имеют надежную систему резервного питания.

ИБП и инверторы можно сравнить с кондиционерами и компрессорами. Точно так же, как компрессор не может сам по себе охлаждать помещение, автономный инвертор не может выполнять все функции ИБП.

Как работает инвертор?

Основной функцией инвертора является преобразование электроэнергии из постоянного тока в переменный, как обсуждалось выше. Обратите внимание, что инверторы только преобразуют энергию и не могут генерировать или накапливать электроэнергию сами по себе. Если вы отключите инвертор от источника постоянного тока, подача переменного напряжения прервется.

Как и любое электрооборудование, инверторы имеют номинальную мощность. Например, в большинстве бытовых солнечных электростанций используются инверторы мощностью менее 10 кВт, а в коммерческих установках среднего размера мощность может превышать 100 кВт.
Помимо номинальной мощности, инверторы предназначены для работы в определенном диапазоне напряжения и тока как на стороне постоянного, так и на стороне переменного тока.

Преобразователи частоты (VFD) часто называют «инверторами», поскольку многие модели вырабатывают трехфазную мощность переменного тока от входа постоянного тока. Однако такая практика именования вызывает путаницу, поскольку целью частотно-регулируемого привода является управление скоростью двигателя путем регулировки напряжения и частоты. Как и в ИБП, в частотно-регулируемом приводе в качестве одного из внутренних компонентов используется инвертор, но он имеет дополнительные функции.

Как работает ИБП?

Источник бесперебойного питания или ИБП имеет название, говорящее само за себя — он обеспечивает бесперебойную подачу электроэнергии, особенно во время отключений электроэнергии и нарушений в электросети. Однако бесперебойное питание возможно только при соблюдении двух условий:

Накопление энергии, используемое ИБП при отключении электроэнергии. Функция накопления энергии обычно выполняется с помощью аккумуляторов и контроллера заряда.

Мгновенный ответ, чтобы все оборудование, подключенное к ИБП, могло продолжать работать в случае отключения электроэнергии. Например, ИБП используются в центрах обработки данных для защиты информации и оборудования при возникновении проблем с электросетью.

Обратите внимание, что инверторы также можно использовать в качестве резервных источников питания в сочетании с системами накопления энергии. Однако обычный инвертор не может обеспечить плавный переход, предлагаемый ИБП. Инверторы могут реагировать менее чем за одну секунду, но они недостаточно быстры, чтобы предотвратить потерю данных в ИТ-приложениях. С другой стороны, ИБП работают намного быстрее, реагируя за миллисекунды.

Инвертор и ИБП: обзор основных различий

При одинаковой номинальной мощности ИБП обычно дороже инвертора, учитывая его дополнительные компоненты и функции. Блоки ИБП необходимы в приложениях, требующих непрерывного питания во время отключения электроэнергии, но инверторы с внешними батареями экономически выгодны, когда эта функция не нужна. Например, вы бы не хотели оставлять центр обработки данных без питания (ИБП), но можно допустить кратковременное отключение вашей системы освещения (инвертор + накопитель энергии).

При зарядке аккумуляторов с помощью основного источника электроэнергии происходит два преобразования энергии. Источник переменного тока сначала преобразуется в постоянный для зарядки аккумулятора, а выходной сигнал аккумулятора снова преобразуется в переменный ток. Для зарядки аккумулятора требуется питание постоянного тока, а при использовании входа переменного тока вам понадобится выпрямитель. Блоки ИБП включают этот компонент, но требуется внешний контроллер заряда, если у вас есть аккумуляторы, подключенные к инвертору.

Сочетание ИБП и инверторов

Поскольку ИБП стоят дороже, нет смысла рассчитывать их на количество часов работы без источника питания. Разумнее использовать ИБП с краткосрочной емкостью, чтобы более мощная система инвертор + батарея взяла на себя нагрузку.

Инвертор с накопителем энергии можно использовать в качестве прямого источника питания для менее критичных нагрузок, таких как освещение и вентиляция.
Нагрузки ИБП могут оставаться подключенными во время продолжительного отключения электроэнергии, и вы можете просто заряжать батареи ИБП с выходом инвертора.

Обратите внимание, что меры по повышению энергоэффективности позволяют дольше работать с резервным питанием. Например, если вы замените люминесцентные лампы эквивалентными светодиодными продуктами, которые потребляют на 50 % меньше энергии, они могут работать в два раза дольше с резервным питанием.

Наилучшая конфигурация меняется в зависимости от нагрузок, присутствующих в вашем здании. Например, офис с большим количеством компьютеров и коммуникационного оборудования обычно нуждается в большом ИБП. С другой стороны, складское помещение, в котором используется только вентиляция и освещение, может без проблем использовать обычный инвертор. Благодаря профессиональной оценке ваших установок и оборудования вы сможете определить оптимальную конфигурацию.

Читайте также: