Power Inverter или просто преобразователь 12В в 220

Были обзоры про инверторы и на 100Вт, и на 200Вт и на 1500Вт! Это были либо откровенная дешевка, либо девайс с ценой от самолёта. А, может, есть золотая середина? Кому интересно, заходим.
Сначала, ЧТО это есть такое и ЗАЧЕМ это надо.

Инве́ртор (DC/AC converter) — устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины частоты и/или напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала.

В моём случае инвертор – прибор, который преобразовывает напряжение 12В постоянного тока в переменное напряжение 220В 50Гц. Предполагает использовать бортовое напряжение машины для запитки приборов, работающих от переменного 220В. Это может быть ноутбук, телевизор, DVD плеер или обычный паяльник.
Я же рассчитывал использовать его в качестве бесперебойника для запитки котла отопления. У меня квартира с индивидуальным отоплением. СтоИт двухконтурный котёл, который в случае отсутствия напряжения в сети превращается в груду ненужного металла. Котёл энергоёмкий и потребляет около 100-120Вт от сети во время работы. Случаи с пропаданием напряжения бывали и зимой. Все они были краткосрочны. Но кто мешает нашим энергетикам отключить электричество на более продолжительное время? Решил подстраховаться.
Смотрим на страницу магазина.

Features:
500W car power inverter, convert DC 12V to AC 220V.
Perfect for in-car use, powers up notebook/laptop, DVD player, digital camera, etc.
With USB output, you can charge your cellphone, MP4, MP3… No more running out of batteries.
Steady and precise output voltage.
Over temperature protection, overload protection, over voltage protection.
Built-in cooling fan with low noise.
Specifications:
Input voltage: DC 12V
Output voltage: AC 220V 50 Hz
Output power: 500W
USB port output voltage: DC 5V
Output waveform: Modified sine wave
Low voltage alarm (no load): DC 10.2~10.8V
Low voltage shutdown (no load): DC 9.7~10.3V
High voltage shutdown (no load): DC 14~16V
Peak efficiency: >90%
Item size: Approx. 14.5 * 9 * 5.5cm / 5.7 * 3.5 * 2.2in
Item weight: Approx. 408g / 14.4oz
Package size: Approx. 24 * 17.5 * 8cm / 7.3 * 5.9 * 2.4in
Package weight: Approx. 570g / 1.26lb
Package List:
1 * Power Inverter
1 * Cigarette Plug Cable
1 * Battery Clip Cable
1 * User Manual(English)

Девайс пришёл в пластиковом контейнере. Упаковка многоразовая. Можно и назад убрать.

Ничего не помялось, даже пластик цел. В комплект поставки входит инвертор, кабель с разъёмом под прикуриватель, кабель с «крокодилами» на аккумулятор, инструкция на китайском и английском языках.

Инструкция на 14 страницах (из двух языковых половин).

Сами провода короткие. Можно было б и подлиннее. Те, что с «крокодилами», 60см.Те, что к прикуривателю, 55см. Может и не хватить.
Предохранителей внутри нет. И не надо. Подробности чуть позже.

Провода многожильные общим диаметром 1мм.
У тех, что с «крокодилами» диаметр значительно больше. Измерить очень сложно, где-то 2-3мм.

Концы, что с колечками, изолированы термоусадкой. На те, что идут к «крокодилам», термоусадка просто надвинута. Пайка неправильная. Конец провода необходимо сначала продеть в отверстие, затем обжать, а уже потом опаять и дополнительно зафиксировать изоляцию специальными обжимками. Всё хорошо видно на фото.
Девайс взвесил=406г.

И небольшое фото для наглядного сравнения размеров.

Длина алюминиевого корпуса 13см плюс выступающие части.
На задней панели расположены две контактные клеммы для подключения к источнику 12В и отверстие для вентилятора.
На передней панели присутствуют три светодиода. Белый светодиод показывает наличие 12В на входе. Зелёный светодиод индицирует работу. Что означает красный светодиод, пока не понял.
На передней панели также присутствует USB разъём для зарядки различных гаджетов, кнопка включения-выключения и выходная розетка для подключения потребителей.

Передняя и задняя панели крепятся при помощи четырёх винтов под крестовую отвёртку.

Корпус прибора сделан из алюминиевого сплава, который является одновременно и радиатором для мощных транзисторов. Он изолирован от всех токоведущих частей.


Мощные транзисторы (6шт.) при помощи скоб притянуты к корпусу.

По входу 12В стоИт предохранитель на 40А.

Предусмотрена защита «от дурака». Параллельно входу 12В (через выше упомянутый предохранитель) стоИт диод 1N5404.
Краткие характеристики:
-Обратное напряжение 400В
-Макс. прямой ток 3А
— Макс. импульсный прямой ток 200А
Перепутаете плюс с минусом – меняйте предохранитель.
Плата вставлена в пазы. Если открутить три винта крепления транзисторов, то всю конструкцию можно извлечь из корпуса.


Инвертор собран на четырёх IRF740,

двух IRF1010Е (кстати, увидел термозащиту),

трёх микросхем и другой мелочи.

Полевики прижаты к корпусу через теплопроводящую резину.
Для получения 5 Вольт, необходимых для питания USB разъёма, используется преобразователь напряжения. За основу схемы взята специализированная микросхема MC34063 (её российский аналог К1156ЕУ5). Преобразователь напряжения MC34063 представляет собой электронную схему управления DC/DC преобразователем. Микросхема имеет температурно-компенсированный источник опорного напряжения, генератор с изменяемым рабочим циклом, компаратор, схему ограничения по току, выходной каскад и сильноточный ключ. Эта микросхема специально изготовлена для использования в повышающих, понижающих и инвертирующих электронных преобразователях с наименьшим числом элементов. Поэтому на дополнительный нагрев корпуса от «втыкания» гаджетов в USB не повлияет.


«Потроха» изучил. Всё собираю в исходное.
Теперь стОит поглядеть на синусоиду.
12В подал со стабилизированного источника питания. Вентилятор включился сразу после включения кнопки. Работает постоянно и от температуры не зависит.

Как и ожидалось, на выходе не синусоида, а всего лишь её ступенчатая аппроксимация. В большинстве бытовых источниках бесперебойного питания форма выходного сигнала именно такая. Правильная синусоида стОит намного дороже.
Как видим, действующее значение напряжения составляет 230В без нагрузки. Амплитудное значение напряжения около 250В. Показания осциллографа решил продублировать другим прибором с функцией True RMS.



Всё тоже самое.
А теперь пора подключаться к реальной нагрузке.
Девайс подключаю к аккумулятору машины.


На аккумуляторе 12,7В. При этом выходное напряжение выросло до 233В.
Решил протестировать под нагрузкой. Всё, что нашёл, это два паяльника: на 40Вт и 65Вт. В сумме 105Вт (при условии 220В).
Подключил. Напряжение на аккумуляторе просело, что подтянуло за собой напряжение на выходе.

Инвертор «проглотил» нагрузку, не заметив. Корпус практически не нагрелся в отличии от паяльников.
Вентилятор работает достаточно шумно. Для тех, кто НЕ рассчитывает использовать с нагрузкой более 100Вт, можно и отключить, вынув из разъёма.
Посмотрим, сколько потребляет от аккумулятора.


1. Подключен, но не включен. Скорее всего, ток потребления светодиодного индикатора =4мА.
2. Подключен и включен. Ток холостого хода =0,33А.
3. С подключенной нагрузкой =10,4А (два паяльника).
Посчитаем мощность потребления от аккумулятора под нагрузкой.
Р=I*U=12,18В*10,36А=126,2Вт.
Если учесть мощность паяльников приблизительно 110Вт, получается очень даже высокий КПД.
126Вт-110Вт=16Вт – потери инвертора на преобразование.
Можно задать резонный вопрос. Почему 110, а не 105Вт? Отвечу. 105 при напряжении в сети 220В, а у нас 227В на выходе преобразователя.
Всё это приблизительная оценка. Можно было б и измеритель активной мощности подцепить для достоверности. Но городить такой огород очень проблемно. Тут без помощника не обойтись. Но главное не в этом. Инвертор почти не нагрелся, факт.
Изначально хотел использовать в качестве страховки для котла отопления. Но увидел такую синусоиду… Теперь в раздумьях. Скорее всего, в случае крайней необходимости воспользуюсь. Но только в случае крайней необходимости. Года три назад, когда въехал в новую квартиру с индивидуальным отоплением, даже в службу поддержки Vaillant писал по поводу использования бесперебойников с котлами. Был удивлён, они ответили. Написали, что для электронной начинки это не проблема. Проблема может быть для насосов, входящих в состав котлов. Они сами связались с производителями насосов. Те ответили, что использовать можно, но могут появиться дополнительные шумы в работе. Вот такая история:)
Я бы всё же не использовал там, где есть двигатели (дрели, вентиляторы, компрессоры холодильника), а также трансформаторные БП и тому подобное. Ведь кроме дополнительных шумов может появиться и дополнительный нагрев:(
Для питания бытовой техники с импульсными блоками питания (ноутбук, телевизор, DVD плеер) или использующие обычные нагревательные элементы (паяльник), никаких проблем не возникнет.
Буду пока использовать по прямому назначению.
Кажется, всё рассмотрел и всё измерил. Пора заканчивать.
В конце можете посмотреть небольшое видео подключения телевизора для наглядности. Качество картинки не очень. Яркое солнце плюс частота кадров телевизора (50гц) соизмерима с частотой кадра видео (30Гц). Плюс ко всему вентилятор машины включился некстати.
Выложил чисто для того, чтобы показать, что от девайса можно запитывать не только паяльники:)
youtu.be/WTNblB-hPKo
Вот теперь ВСЁ!
Удачи всем!

P.S.
Обещана так же защита от КЗ, выключение по перегреву и при просадке (перезаряде) батареи. «Краш-тесты» специально не проводил. А при мне вроде ничего не выключалось. По этому поводу ничего сказать не могу.