14 лучших автомобильных инверторов

Оглавление

Какой инвертор лучше?

Инверторной системой называют систему, функционирующую в роли резервного накопителя электроэнергии. Когда энергия присутствует, то ее накапливают в батареях, а когда сеть отсутствует, то нагрузка перебрасывается на наполненные аккумуляторы.

Данная система может обеспечить бесперебойность и автономную работу устройств переменного тока, когда случаются аварии во внешней сети.

Инверторы могут преобразовывать ток напряжением 12 или 24 вольт в 220 вольт напряжение. Аккумуляторные батареи чаща все дают напряжение 12 вольт, а солнечные — 24 вольта.

При этом батареи могут быть глубокого цикла, что является более предпочтительными, в отличие от иных аккумуляторов.

Использование как источника 220 вольт от автомобиля. Мы подключаем инвертор к батарее, а затем включаем в него бытовой прибор. На выходе мы получаем мобильный источник напряжением 220 вольт. Если у вас есть инвентор, то любой бытовой прибор сможет быть с вами в любое время, вне зависимости от наличия или отсутствия электричества, что особенно актуально на даче, на рыбалке или в походе.

Однако не стоит думать о том, что такой преобразователь, сможет обеспечить вам электроэнергию на протяжении большого количества времени — его работа ограничена 2-3 часами интенсивной работы (при работе от автомобильной батареи). Существенно больше время автономной работы дают специалье «тяговые» батареи для источников бесперебойного питания (с ними время работы может достигать десятки часов).

Автомобильный инвертор может быть с током чистого синуса и «квази — синуса». Не углубляясь в физику, можно отметить, что для большинства бытовых приборов (освещение, радио, ТВ, холодильники) используют квази-синус (модифицированная синусоида).

На квази-синусе не будут работать или могут выйти из строя следующие приборы: автоматика газовых котлов, бесперебойно работающие циркуляционные насосы (перегрев и гудение).

Квази-синус не рекомендован при питании особо ценных бытовых приборов (плазма и аудио аппаратура, видеопроекционная техника).

Как определить, какой инвертор нужен — с модифицированным или чистым синусом?

Преимуществом моделей с чистой синусоидой тока 220 вольт можно назвать:

  1. Форма волн переменного тока в 220 вольт на выходе имеют очень малые единицы гармонических искажений, и не отличаются от стандартного напряжения в бытовой сети 220 вольт.
  2. Индуктивные двигатели в микроволновых печах, и в других домашних приборах, которые содержат электродвигатели, работают, нагреваясь меньше.
  3. Небольшой шум в лампах дневного света, усилителях, факсов, игровых приставок и т.д.
  4. Меньше вероятность зависания компьютера, перебоев и шума, ошибок печати принтера.
  5. Размеренная работа некоторых приборов, которые не функционируют с током синусоиды:
    • копир, лазерный принтер и оптический дисковод
    • некоторые ПК
    • лампы дневного света
    • инструменты с транзисторами, а также переменной скоростью вращения
    • зарядные устройства для электроинструментов
    • приборы, которые управляются микропроцессорами
    • часы с радио (цифровые)
    • швейные машинки с переменной скоростью двигателя и с контролем микропроцессора
    • кислородные концентраторы и иные медицинские приборы

Инверторы с модифицированной синусоидой работают практически со всеми бытовыми электроприборами.

Если в ваши планы входит обеспечение бесперебойного питания для освещения в доме, работы телевизора, холодильного оборудования, то инвертор с модифицированной синусоидой является самым экономичным решением. ИБП с чистым синусом предназначаются для работы с наиболее чувствительной и дорогой аппаратурой.

Популярные модели

Из всего многообразия инверторов потребители отдают предпочтение следующим моделям:

STURM AW98A03

Номинальная мощность прибора – 240 Вт. Отключение происходит при нагрузке более 360 Вт (30 А). Оснащается прочным корпусом и защитой от перегрева, перенапряжения и короткого замыкания. Прост в обращении, управление осуществляется одной кнопкой. Выдаёт изменённую синусоиду. Стоимость – около 2500 руб.

МАП «ЭНЕРГИЯ» 900

Мощность – 900 Вт (отключение происходит при достижении 1300 Вт). Оснащается цифровым дисплеем и большим набором разнообразных настроек и функций. Может использоваться в качестве ЗУ для автомобильного АКБ. Средняя стоимость – 28000 руб.

TBS POWERSINE PS600-12

Прибор с пультом ДУ, активным охлаждением и высоким КПД (92%). Корпус выполнен из стали. Нагрузка – до 500 Вт. Чистая синусоида. Защита от слишком высокого и слишком низкого входного напряжения. Стоимость – около 26000 руб.

MEANWELL 12/220V 1500W

Может работать от прикуривателя, аккумулятора или солнечных батарей. Отличается высокой мощностью и небольшими габаритами. Стоит порядка 7000 руб. Выдаёт чистую синусоиду.

RITMIX RPI-6010 CHARGER

Сочетает в себе функции выпрямителя, зарядного устройства для автомобильной АКБ и автономного источника питания. Стоит порядка 5000 руб.

MOBILEN SP-150

Мощность – 150 Вт. На выходе оснащается разъёмом USB и обычной розеткой. Имеется защита от перегрузки. Включается в прикуриватель. Стоимость – около 1000 руб.

LUXEON IPS-2000S

Мощность – до 1 кВт. Чистая синусоида. Высокий уровень защиты. КПД – 90%. Ремонтопригодность. Стоимость – от 8000 руб.

Модифицированная или чистая синусоида. Что выбрать? | «Энергия»

Сейчас на многих форумах можно прочесть о большом вреде модифицированной синусоиды и предложения скорее бежать прочь, как только эта надпись появится в зоне видимости или описании прибора

Но при всей осторожности, которую надо соблюдать, подбирая инвертор к тем приборам, с которыми вы их собираетесь использовать, не надо наводить заранее панику. Лучше внимательно прочитать инструкцию или паспорт электроприбора, а также выяснить как можно больше информации о конкретной марке инвертора, который вы присмотрели для покупки

Когда можно без опаски брать инвертор с модифицированной синусоидой?

— если вы собираетесь подключать через него обычные бытовые приборы, которые не имеют в своем устройстве двигателя. Такие инверторы успешно и без вреда справятся с подзарядкой телефонов или ноутбуков, подключением осветительных приборов и большинства кухонной бытовой техники (кроме холодильника).

— допускается, но уже с осторожностью, применение с электроинструментом и, например, пылесосом. Всё зависит от паспортных требований к качеству напряжения у приборов

В любом случае, подключение техники с двигателем через инверторы с модифицированным синусом, будет незаметно, но не в лучшую сторону сказываться на сроке её эксплуатации.

В каких случаях лучше не думать, а точно брать инвертор только с чистой синусоидой?

— на защите газового котла (и его циркуляционного насоса – прибора с двигателем) лучше не экономить

— если задача инвертора – обеспечить бесперебойное питание медицинского оборудования. Помимо собственной высокой стоимости, от надёжной работы оборудования зависит здоровье пациентов.

— для другого дорогостоящего и высокочувствительного оборудования. К таким часто относятся аудиосистемы, профессиональное фотооборудование, а также дорогое серверное или телекоммуникационное оборудование.

Правила установки и подсоединения

Основные требования правильного монтажа и подсоединения устройства:

  1. Перед подключением к АКБ или прикуривателю переключатель преобразователя следует перевести в положение «выключено».
  2. При установке оборудования в салоне или багажнике необходимо выбрать сухое и проветриваемое место, не допускается попадание на прибор горячего воздуха от системы отопления или радиатора.
  3. Корпус не должен подвергаться воздействию солнечных лучей и соприкасаться с легковоспламеняющимися материалами.
  4. Перед коммутацией следует проверить состояние корпуса прикуривателя и электрической проводки. Запрещено подавать чрезмерную нагрузку или устанавливать предохранители с повышенным номиналом.

Инвертор «чистый синус» своими руками (со схемой)

Инвертор — это необходимый элемент в системе автономного дома, который приспосабливает параметры вырабатываемой альтернативными источниками энергии к параметрам, необходимым для питания технических приборов. Почитайте подробнее об опыте выстраивания такой системы здесь.

Принцип работы

Инвертор — это прибор для преобразования напряжения. Например, он может преобразовать постоянный ток с напряжением в 12 Вольт (полученный при помощи солнечной панели) в переменный с напряжением в 220 Вольт (подходит для питания бытовых устройств). Без этого небольшого устройства практически невозможно полноценное использование энергии гелиопанелей и ветряков для домашних нужд.

Инверторы бывают разные. В зависимости от конструкции прибора и его предназначения он выдает выходной сигнал разной формы:

  • синусоида;
  • квазисинусоида;
  • импульсный.

Увидеть форму можно, если подключить к цепи специальный измерительный прибор — осциллограф. Он как бы разворачивает сигнал во времени: по оси Х мы видим временной интервал, а по оси У — уровень напряжения.

Самое качественное напряжение, близкое по параметрам к внешней электросети, выдает инвертор «чистый синус». Принцип его работы заключается в следующем:

  • При подаче энергии с аккумулятора на инвертор, она изменяется с 12 Вольт на 220 Вольт.
  • Преобразованная электроэнергия попадает на мостовой инвертор, где постоянный ток превращается в переменный.
  • Высокочастотный фильтр низких частот определяет форму чистой синусоиды у напряжения на выходе.

Плюсы и минусы

Если вы планируете превратить свое жилище в умный дом или поэкспериментировать с отдельными источниками альтернативной энергии, то рано или поздно вы придете к проблеме выбора инвертора для вашей системы. Иначе вы просто не сможете запитать бытовые приборы от сгенерированной и накопленной энергии.

Плюсы использования устройства с чистым синусом:

  • Параметры выходного напряжения близки параметрам внешней электросети.
  • Возможность безопасного подключения сложных устройств, которые требовательны к качеству напряжения.
  • Улучшаются условия использования сетевой нагрузки: меньше шумов, перепадов напряжения и так далее.
  • Бытовые приборы и устройства, питаемые от инвертированной энергии, дольше служат.

К минусам прибора можно отнести лишь его высокую стоимость по сравнению с инверторами, выдающими выходное напряжение другого вида. Но с этим недостатком можно бороться, если сделать прибор самостоятельно. Составляющие элементы стоят значительно дешевле готового устройства.

Самодельный инвертор с чистым синусом

Цена ценой, но это достаточно сложный прибор. Поэтому за самостоятельное его изготовление стоит браться только при наличии определенного опыта. Пригодятся уверенные знания схемотехники, а также навыки и опыт пайки, монтажа схем, использования измерительных приборов и настройки элементов микросхемы.

Инвертор «чистый синус»: схема

Рассмотрим эту простую, но популярную даже в промышленности схему чуть подробнее. Сигналы генерируются при помощи микросхемы КП1114ЕУ. Два транзистора IRFZ44N используются как ключи. Конденсатор служит фильтром высокочастотного шума, а трансформатор обеспечивает выходное напряжение в 220 Вольт.

В первый раз схему лучше собрать на макетной плате. Для получения чистого синуса многие элементы придется подбирать или дополнительно настраивать (ориентируясь на показания осциллографа). Неопытным схемотехникам потребуется изрядная доля терпения, поэтому лучше заранее найти специалиста, у которого можно будет попросить совета или помощи.

ШИМ контроллер: принцип работы

ШИМ сигналом управляет ШИМ контроллер. Он управляет силовым ключом благодаря изменениям управляющих импульсов. В ключевом режиме транзистор может быть полностью открытым или полностью открытым. В закрытом состоянии через p-n-переход идет ток не больше нескольких мкА, то есть мощность рассеивания близка к нулю. В открытом состоянии идет большой ток, но так как сопротивление p-n-перехода мало, происходят небольшие теплопотери. Больше тепла выделяется в при переходе из одного состояния в другое. Однако благодаря быстроте переходного процесса в сравнении с частотой модуляции, мощность этих потерь незначительна.

Все это позволило разработать высокоэффективный компактный широтно импульсный преобразователь, то есть с малыми теплопотерями. Резонансные преобразователи с переключением в 0 тока ZCS позволяют свести теплопотери к минимуму.

Аналоговая ШИМ

В аналоговых ШИМ-генераторах управляющий сигнал формируется при помощи аналогового компаратора, когда на его инвертирующий вход подается пилообразный или треугольный сигнал, а на неинвертирующий — непрерывный модулирующий.

Выходные импульсы идут прямоугольной формы. Частота их следования соответствует частоте пилы, а длительность плюсовой части импульса зависит от времени, когда уровень постоянного модулирующего сигнала, идущего на неинвертирующий вход компаратора, выше уровня пилообразного сигнала, подающегося на инвертирующий вход. В период когда напряжение пилообразного сигнала будет превышать модулирующий сигнал — на выходе будет фиксироваться отрицательная часть импульса.

Во время когда пилообразный сигнал подается на неинвертирующий вход, а модулирующий — на инвертирующий, выходные прямоугольные импульсы будут положительными, когда напряжение пилы будет выше уровня модулирующего сигнала на инвертирующем входе, а отрицательное — когда напряжение пилы станет ниже сигнала модулирующего.

Цифровая ШИМ

Работая с цифровой информацией, микроконтроллер может формировать на выходах или 100% высокий или 0% низкий уровень напряжения. Но для эффективного управления нагрузкой такое напряжение на выходе нужно изменять. Например, когда осуществляется регулировка скорости вращения вала мотора или при изменении яркости светодиода.

Вопрос решают ШИМ контроллеры. То есть, 2-хуровневая импульсно-кодированная модуляция — это серия импульсов, характеризующаяся  частотой 1/T и либо шириной Т, либо шириной 0. Для их усреднения применяется передискретизация. При цифровой ШИМ прямоугольные подимпульсы, которыми и заполнен период, могут занимать любое место в периоде. Тогда на среднем значении сигнала за период сказывается лишь их количество. Так как процесс осуществляется на частоте в сотни кГц, можно добиться плавной регулировки. ШИМ контроллеры решают эту задачу.

Можно провести следующую аналогию с механикой. Когда маховик вращается при помощи двигателя, при включенном двигателе маховик будет раскручиваться или продолжать вращение, если двигатель выключен, маховик будет тормозить из-за сил трения. Однако, если движок включать/выключать на несколько секунд, вращение маховика будет держаться на определенной скорости благодаря инерции. Чем дольше период включения двигателя, тем быстрее раскрутится маховик. Аналогично работает и ШИМ модулятор. Так работают ШИМ контроллеры, в которых переключения происходят в секунду тысячи раз, и частоты могут достигнуть единиц мегагерц.

Использование ШИМ-контроллеров обусловлено их следующими преимуществами:

  • стабильностью работы;
  • высокой эффективностью преобразования сигнала;
  • экономией энергии;
  • низкой стоимостью.

Получить на выводах микроконтроллера (МК) ШИМ сигнал можно:

  • аппаратным способом;
  • программным способом.

В каждом МК есть встроенный таймер, генерирующий ШИМ импульсы на определённых выводах. Это аппаратный способ. Получение ШИМ сигнала при помощи команд программирования более эффективно за счет разрешающей способности и дает возможность задействовать больше выводов. Но программный способ вызывает высокую загрузку МК, занимая много памяти.

Чем руководствоваться при выборе инвертора?

Внимательно изучите устройство, разберитесь с принципами действия и техническими параметрами. Если вы сторонник качественных товаров, то обязательно проверьте наличие защитной функции от замыканий, перегрузок. Есть модели с звуковыми оповещением, которые срабатывают, когда снижается показатель напряжения от АКБ.

При выборе инверторов нужно заранее представлять, какие именно приборы вы будете подключать к нему. Это необходимо знать, чтобы подобрать инвертор с необходимой мощностью, которая должна быть либо равна, либо превышать мощность потребителя тока. Если вы собираетесь подключать к инвертору технику с разными параметрами, то будет лучше приобрести прибор с наибольшей выходной мощностью.

Не забывайте, что все автоинверторы потребляют электроток в зависимости от нагрузочных параметров подключенной электротехники. Чтобы рассчитать показатель потребления тока, нужно воспользоваться специальной формулой, которая гласит, что мощность нагрузки нужно считать на 15% больше, а результат поделить на показатель напряжения питания инвертора, иначе говоря, на 12 В.

Итоговая цифра покажет нам потребляемый ток от аккумуляторной батареи. Когда АКБ будет передавать ток инвертору с меньшим напряжением, то он быстро разрядится, даже если двигатель будет в заведенном состоянии. В этом случае машину придется заводить с помощью проводов «прикуривания» от другого автомобиля.

Какой инвертор напряжения выбрать для машины?

Как работает инвертор

Если надо изменить напряжение переменной сети, достаточно одного трансформатора с первичной и вторичной обмоткой. С постоянным током все не так просто – понадобится более сложная электрическая схема с полупроводниковыми элементами. В нашем же случае необходимо повысить напряжение и изменить его тип. Для этого используется комбинированная схема, в которой применяется и трансформатор, и полупроводниковые приборы.

В основу работы инвертора положен принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Задающий генератор подает импульсы частотой 10 kHz – 20 Mhz на силовой ключ, подключенный к обмотке высокочастотного трансформатора – с его-то выхода и снимается переменный ток. Ширина импульсов зависит от подключенной нагрузки, поэтому в схеме используют систему обратной связи

Минимальная скважность сигналов соответствует наименьшей мощности, а при повышении токоотдачи ширина импульсов достигает значения 1:1 (максимальное значение)

Сложность состоит в том, что форма получаемого при этом выходного сигнала – не плавный спад/нарастание напряжения (синусоида), а меандр со скачкообразным изменением потенциала. Это значит, что снятое напряжение нельзя использовать для целого ряда электронных устройств. Чтобы превратить меандр в синусоиду, схему инвертора дополняют фильтрами из конденсаторов и катушек.

Рекомендуем: Лучшие антирадары для автомобиля

Как работает инвертор на основе SPWM сигнала

Схема подобного инвертора показана на следующем рисунке.

Как вы видите, мы использовали в схеме два MOSFET транзистора N-типа и полумост для управления трансформатором. Для уменьшения нежелательных шумов и защиты MOSFET транзисторов мы использовали два диода 1N5819, включенных параллельно MOSFET транзисторам. Для уменьшения возможных нежелательных импульсов, формируемых в секции управления, мы использовали резисторы сопротивлением 4.7 Ом, включенных параллельно диодам 1N4148. И, наконец, транзисторы BD139 и BD 140 включены по двухтактной схеме для управления затворами MOSFET транзисторов потому что MOSFET транзисторы имеют очень большое емкостное сопротивление затвора и требуют как минимум напряжения 10V на своем затворе чтобы работать корректно.

Для лучшего понимания принципов работы представленной схемы на следующем рисунке мы привели ее половину. Рассмотрим случай когда MOSFET транзистор в ней открыт – в этой ситуации ток протекает сначала через трансформатор и затем через MOSFET транзистор замыкается на землю, таким образом, магнитный поток возникает в том же самом направлении, в котором течет ток, поэтому сердечник трансформатора передает этот магнитный поток на вторую обмотку и, таким образом, на выходе мы получаем положительную половину цикла синусоидального сигнала.

В следующем цикле ток течет уже в обратном направлении и, следовательно, магнитный поток возникает в этом же самом направлении, поэтому направление магнитного потока в сердечнике трансформатора также изменяется (по сравнению с предыдущим рассмотренным случаем).

То есть теперь мы знаем, что направление магнитного потока в трансформаторе изменяется. Таким образом, включая и выключая оба MOSFET транзистора (они инвертированы по отношению друг к другу) и осуществляя эти переключения 50 раз в секунду, мы будем формировать изменяющееся магнитное поле в сердечнике трансформатора, следовательно, будет изменяться направление тока во вторичной обмотке трансформатора в соответствии с законом Фараде. В этом и заключается основной принцип работы инвертора.

Теперь на следующем рисунке рассмотрим полную схему чистого синусоидального инвертора на основе платы Arduino.

Как вы видите из представленной схемы, переключение циклов работы выше представленной схемы инвертора будет осуществляться с помощью двух цифровых контактов платы Arduino.

Конструкция проекта

В демонстрационных целях мы собрали схему нашего инвертора на стрипборде (Veroboard). На выходе трансформатора схемы будет протекать огромный ток, поэтому в этом месте коннекторы (соединители) необходимо использовать как можно толще.

Виды автомобильных инверторов

Блоки питания для автомобилей принято разделять на категории:

  • по качеству амплитуды выходного сигнала;
  • по допустимой мощности нагрузки;
  • по территориальному расположению производителя.

По синусоиде

Преобразователи могут формировать кривую напряжения нескольких видов:

  1. Чистая синусоида без отклонений графика. Рассчитана на подключение любых потребителей. Недостатком оборудования является повышенная цена, поскольку для получения равномерной кривой необходима сложная электронная схема.
  2. Модифицированная или аппроксимированная (имеет ступенчатый характер). Оборудование не подходит для подсоединения асинхронных двигателей или электроники. Отклонения кривой вызывают фоновые шумы и повышенный нагрев двигателей с одновременным падением КПД и ресурса.

По мощности

Перед тем как подобрать преобразователь, следует определиться с мощностью нагрузки. Производители указывают пиковое и номинальное значение, которые отличаются в 1,5-2 раза. Нормальный параметр позволяет определить мощность на протяжении длительного времени (например, отдача от 1000 Вт позволяет подсоединять различный электрический инструмент). Рекомендуется приобретать инвертор с запасом по номинальной мощности не менее 20%.

По стране-производителю

Большинство инверторов выпущено на территории Китая, часть изделий собрана в России с использованием китайских комплектующих (трансформаторов, электронных компонентов или деталей корпуса). Подобная практика является нормой

При подборе необходимо обращать внимание на технические параметры и анализировать отзывы покупателей

Чистая синусоида VS её ступенчатая аппроксимация. Часть I

Временами приходится пользоваться устройствами для автономного или резервного питания. Это могут быть автономные инверторные бензогенераторы, автомобильные инверторы, источники бесперебойного питания в режиме работы от батарей. В общем, все те устройства, в составе которых присутствует инвертор. И все бы ничего, но не все подобные устройства выдают на выходе синусоидальное переменное напряжение, на которое, собственно, и рассчитано все электрооборудование. То есть переменное-то оно у всех, а вот форма этого напряжения может быть далеко не синусоидальная.

В таких случаях в характеристиках устройства, в строке «Форма выходного напряжения» пишут «Ступенчатая аппроксимация синусоиды» или «Модифицированная синусоида» или «Квазисинусоида» или как-то еще.

Это означает, что там совсем не синусоида, а разнополярные прямоугольные импульсы, которые следуют с определенной паузой. Ниже на осциллограммах показаны синусоидальная форма напряжения в бытовой электросети (слева) и осциллограммы так называемой «квазисинусоиды», снятые с разных устройств.

Форма напряжения: а) в бытовой электросети; б) на выходе ИБП Back-UPS CS 500; в) на выходе инвертора 12/220 Mean Well

Нетрудно заметить, что амплитуды импульсов на осциллограммах с квазисинусоидой отличаются и составляют в первом случае 350–360 В, во втором — 290–300 В. Но их ширина подобрана таким образом, что среднеквадратичное значение получаемого переменного напряжения соответствует 225–230 В.

Казалось бы, нет проблем. Частота напряжения 50 Гц, среднеквадратичное значение соответствует 230 В. Но это только на первый взгляд. В сигнале, который отличается от синусоиды, присутствуют гармоники, т. е. получаемые разнополярные импульсы состоят не только из сигнала частотой 50 Гц, но и из сигналов более высоких частот, кратных основной частоте 50 Гц (150, 250, 350 и т. д.). Не будем углубляться в теорию, а просто скажем, что при запитывании оборудования подобной «квазисинусоидой» на него подается напряжение не только частотой 50 Гц, но и частотой 150 Гц, 250 и далее по нарастающей. При этом амплитуды этих напряжений хоть и уменьшаются с ростом частоты, но все же могут иметь достаточно высокий уровень. Уровень этих гармоник зависит от ширины импульса, его амплитуды и скорости нарастания.

Спектрограммы гармоник напряжения с выхода ИБП Back-UPS CS 500 (слева) и инвертора 12/220 Mean Well (справа) при нагрузке 25 Вт

Далее мы подробно рассмотрим различное электрооборудование и попробуем определить, насколько для него критична форма питающего напряжения.

Принцип работы

Работа аппаратов типа «чистый синус», обеспечивающих параметры напряжения на выходе, соответствующие параметрам внешних электрических сетей, осуществляется следующим образом:

  • Постоянное напряжение, подается на прибор с аккумуляторных батарей (12,0 В) и проходит предварительную обработку, в процессе которое его значение достигает значения цепи питания нагрузки (220,0 В);
  • Электрическая энергия, преобразованная в требуемые значения напряжения, поступает на мостовой инвертор, где напряжение постоянного тока преобразуется в переменное.

Форма выходного сигнала близка к чистой синусоиде, что достигается путем использования транзисторов, управляемых по методу многократной широтно-импульсной модуляции;

Установленный в приборе высокочастотный фильтр низких частот придает выходному сигналу вид чистой синусоиды.

Чистый синус или модифицированный меандр | Полезные статьи TEPLOCOM

09-03-2013

Графики чистого синуса и меандра на экране осциллографа

Что такое «чистый синус» электропитания, и зачем он нужен? Давайте разбираться.

Качество электроэнергии, поставляемой в наши дома, отвечает определенным требованиям. Один из важных показателей качества — вид графика напряжения. График напряжения электрического сигнала в сети должен иметь правильную синусоидальную форму. Для такого графика часто используют определение «чистый синус».

В случае отключения сетевого электропитания используются источники бесперебойного питания. Однако далеко не все ИБП обеспечивают электропитание правильной синусоидальной формы.

Вид графика напряжения выходного сигнала источника бесперебойного питания зависит от типа и конструкции данного устройства.

Большинство обычных компьютерных ИБП генерируют на выход сигнал, называемый «модифицированный синус» или «меандр».

Различные типы графиков выходного сигнала, полученные с помощью осциллографа, представлены на следующем рисунке.

Методы аппроксимации графика чистого синуса

В этом разделе мы ознакомимся с различными методами аппроксимации графика чистого синуса, применяемыми на практике.

График напряжения в форме правильной синусоиды на следующих рисунках представлен красным цветом. Графики напряжения, имеющие приближенную к синусоиде форму, представлены другим цветом.

Самым простым приближением является график меандра. Меандр — простая ломаная линия, в данном случае имеющая форму прямоугольника в каждом полупериоде графика синуса. График простого меандра представлен на рисунке 1. На практике преобразователи такого типа не используются по причине резкого изменения значения напряжения в точках пересечения нулевого значения напряжения. Электрический сигнал такой формы создает большие электрические помехи  и может вывести из строя подключенное оборудование.

Для снижения негативных эффектов применяется преобразование типа «меандр» с дополнительными «паузами» в точках смены полярности сигнала. График такого модифицированного меандра представлен на рисунке 2.

Более совершенные методы аппроксимации графика синусоиды напряжения позволяют получать график с большим количеством «ступенек». Такой подход позволяет снизить амплитуду перехода на следующую ступень и ближе подойти к графику «чистого синуса». Такой график носит название «модифицированный синус» и представлен на рисунке 3.

Когда нужен «чистый синус», а когда достаточно и «модифицированного»

Различные электроприборы и электрооборудование имеют разные требования к качеству электропитания. Ряд устройств корректно работает только с сигналом «чистый синус», другие приборы могут без проблем использовать электропитание в форме «модифицированного синуса». С другой стороны, источники бесперебойного питания с выходным сигналом в форме чистого синуса существенно дороже, чем ИБП с модифицированным синусом.

Не критичны к форме графика напряжения и могут использовать «модифицированный синус» следующие приборы:

  • нагревательные приборы;
  • компьютеры;
  • бытовые приборы, имеющие импульсные источники питания.

Требуют использования питания форме чистого синуса следующие приборы:

  • электродвигатели;
  • котлы отопления;
  • циркуляционные и погружные насосы;
  • компрессоры;
  • приборы и оборудование, имеющие трансформаторные источники питания;
  • приборы и оборудование, чувствительные к электрическим помехам в сети.

Отклонения от правильной синусоидальной формы напряжения приводят к перегреву такого оборудования, повышенному трению и биению подвижных частей конструкции, к возможным авариям и поломкам. Использование источников питания с модифицированным синусом выходного сигнала приводит к существенному сокращению срока эксплуатации приборов, имеющих трансформаторные источники питания или электродвигатели.

ИБП с чистым синусом для питания котлов отопления

Для правильного и безопасного электропитания газовых котлов отопления необходимо использовать только ИБП с синусоидальной формой сигнала. 

В конструкцию современного котла отопления входят: электронный блок управления, циркуляционные насосы, насосы или компрессоры для обогащения воздухом горючей смеси. Все эти устройства требуют правильного синусоидального электропитания.

Использование источников бесперебойного питания с формой сигнала в виде модифицированного синуса приведет к сбоям в работе электронного блока и повышенному износу и перегреву насосов котла отопления.

Надёжные российские источники бесперебойного питания компании БАСТИОН представлены в разделе Бесперебойное питание.

Отдел сбыта

Тех. поддержка

Бастион в соц. сетях