Лето – прекрасное время для автомобильных поездок, и в дорогу мы часто берем с собой привычные домашние электронные устройства и инструменты. Однако далеко не все из них можно подзарядить через USB или от автомобильного прикуривателя – многие требуют подключения к стандартной сети 220 вольт… В подобных ситуациях на помощь приходят автомобильные инверторы, давайте выясним, как они функционируют, какими характеристиками должны обладать и какие у них ограничения.
В настоящее время все больше электронных устройств, приборов и инструментов, ранее требовавших подключения к розетке, переходят на беспроводное питание. Тем не менее, век полной независимости от электросети еще не наступил, поскольку значительный объем техники по-прежнему нуждается в питании или зарядке от стандартной сети переменного тока 220 вольт. Замена этой техники на более современные модели ради возможности питания или зарядки от автомобильного источника представляется неоправданно дорогостоящим и неэффективным решением. Данная проблема актуальна не только для устаревшего оборудования – многие современные аккумуляторные инструменты, такие как шуруповерты, угловые шлифовальные машины, лобзики, цепные пилы и прочее, комплектуются сетевыми зарядными устройствами в стандартной комплектации. Однако зарядное устройство, предназначенное для подключения к автомобильному прикуривателю, зачастую предлагается как дополнительная опция, стоит значительно дороже и может отсутствовать вовсе в ассортименте некоторых производителей электроинструмента!
В затруднительных ситуациях может оказаться полезным автомобильный инвертор – устройство, осуществляющее преобразование постоянного тока напряжением 12 вольт в переменный ток с параметрами 220 вольт и наличием стандартной двухгнездовой розетки, привычной для бытовых условий. В ряде автомобилей такая опция уже предусмотрена производителем: устройство интегрировано под обшивкой салона, а розетка выведена в удобное место – либо в салоне, либо в багажном отделении. Если же подобного оснащения нет, приобретение преобразователя напряжения не представляет сложности. Рассмотрим, какие типы инверторов 12 вольт/220 вольт существуют и какими критериями следует руководствоваться при выборе подходящего устройства!
Внешний вид
Две тесно связанные характеристики – это мощность и конструкция корпуса. Преобразователи-инверторы с небольшой мощностью могут иметь вид увеличенного «адаптера», вставляемого непосредственно в гнездо прикуривателя, либо цилиндрическую форму, сопоставимую по диаметру с банкой газированной воды, предназначенную для размещения в подстаканнике – с подключением к прикуривателю посредством кабеля. Такой формат достаточно удобен, но ограничен по мощности: у первого варианта она обычно не превышает 70-100 ватт, а у второго – 100-150 ватт (хотя производители могут заявлять и большие значения, в зависимости от степени оптимизма!). Охлаждение таких устройств, как правило, естественное, без использования вентиляторов. Корпуса изготавливаются из безопасного пластика.
Более производительные инверторы обычно имеют конструкцию в виде алюминиевых корпусов с радиаторами и вентиляторами для эффективного охлаждения. Модели с мощностью до 200 ватт часто оснащаются шнуром для подключения к прикуривателю (и иногда могут быть безвентиляторными), тогда как более мощные устройства поставляются с проводами-«крокодилами» для непосредственного подключения к аккумуляторной батарее под капотом и имеют развитую систему вентиляции. Отказ от удобного подключения в прикуриватель в пользу менее удобного, но необходимого подключения «крокодилами» обусловлен тем, что предохранитель цепи прикуривателя на большинстве автомобилей обычно рассчитан на ток не более 15 ампер. Это ограничивает мощность инвертора до двухсот ватт во избежание перегорания предохранителя.
Более мощные модели преобразователей напряжения ограничены по мощности возможностями аккумулятора и генератора, характерными для большинства автомобилей. На рынке представлены инверторы с мощностью до 1,5-2 киловатт и даже выше. Рассмотрим взаимосвязь между мощностью и доступными ресурсами более детально!
Мощность и нагрузка
Мы не будем вдаваться в подробное рассмотрение коэффициента полезного действия (КПД) этих преобразователей – он достаточно высок, и для упрощения будем считать, что указанная на корпусе мощность соответствует как потребляемой нагрузке, так и току, забираемому от аккумулятора автомобиля.
Компактные устройства, потребляющие менее 100 ватт (к которым относятся встроенные штатные инверторы), позволяют питать лишь маломощные приборы: зарядное устройство для ноутбука с невысокой емкостью аккумулятора, сетевой адаптер для планшета, электробритву – если вы проводите много времени в автомобиле, домашний фумигатор для избавления от комаров перед ночевкой и аналогичную технику.
Инверторы с мощностью 100-200 ватт позволяют питать более широкий спектр устройств, но не кардинально. Практически невозможно подключить через инвертор, работающий от прикуривателя, какой-либо электроинструмент, работающий от сети 220 вольт: даже самая простая «болгарка» обычно требует не менее 400 ватт мощности, дрель – 300-350 ватт и так далее. Дрель может запуститься при очень плавном нажатии на кнопку, но любая нагрузка при сверлении приведет к срабатыванию защиты преобразователя… С помощью инверторов мощностью до 200 ватт можно запитать, например, недорогую орбитальную шлифмашинку – это полезная возможность для тех, кто хочет отполировать кузов автомобиля, но не имеет гаража с розеткой. Также можно использовать мультифункциональный мини-гравер, позволяющий работать с мелкими сверлами, шарошками, борами, крошечными отрезными и шлифовальными кругами, что иногда очень помогает при ремонте автомобиля.
Инверторы мощностью 400-500 ватт и выше значительно расширяют возможности автономного электропитания водителя. С их помощью можно использовать разнообразный и относительно мощный электроинструмент в полевых условиях, при этом важно следить за работой двигателя автомобиля, чтобы избежать разрядки аккумулятора. Необходимо помнить о том, что у многих мощных электроприборов, особенно оснащенных электродвигателями, кратковременный пусковой ток превышает номинальный ток в полтора-два раза. Соответственно, инвертор должен обладать запасом мощности, учитывающим этот фактор!
Какие же возможности предоставляют инверторы мощностью 800 ватт, 1000 ватт, 1500 ватт и более? Может возникнуть впечатление, что автомобиль превращается в передвижную электростанцию, способную питать инструменты, такие как углошлифовальная машина с диском диаметром 230 миллиметров, небольшую тепловую пушку, полноценный пылесос и многое другое. Однако это не совсем так… Основным ограничивающим фактором является мощность генератора автомобиля! Даже при условии идеального КПД преобразователя-инвертора (что на практике не всегда возможно), киловаттный инвертор при полной нагрузке потребует от бортовой сети автомобиля 70-80 ампер! Передавать столь высокий ток через точечный контакт клемм-«крокодилов» небезопасно и нецелесообразно, да и многие генераторы будут работать на пределе своих возможностей, что может негативно сказаться на их ресурсе. Это актуально не только для генераторов с максимальным током отдачи 90 ампер, но и для более мощных моделей. Со временем теплопередача у диодов выпрямительного моста ухудшается, а сопротивление в точке контакта увеличивается, что может привести к перегреву и преждевременному выходу из строя.
Мощность подключаемого потребителя всегда должна быть на 25% меньше предельного значения, указанного в ваттах на корпусе инвертора. Особенно это касается мощных преобразователей! Долговременное и надежное питание от инвертора-«киловаттника», подключенного к аккумулятору легкового автомобиля, возможно только для приборов и инструментов с мощностью 600-700 ватт – остальное закладывается на пиковые пусковые токи.
Защита от перегрузки
Ключевым параметром любого инвертора является наличие эффективной защиты от перегрузок по выходу. Подключение оборудования, потребляющего при запуске ток, превышающий номинальный, может привести к повреждению самого инвертора или же к выходу из строя предохранителя в автомобильной электрической системе. Даже относительно небольшая угловая шлифовальная машина мощностью 400 ватт с диском диаметром 115 миллиметров при включении потребляет на короткое время до 500 ватт и более, а зарядное устройство для ноутбука при подключении к сети генерирует кратковременный импульс тока высокой величины, сопровождающийся искрой и характерным звуком.
В бюджетных инверторах защита от подключения излишне мощной нагрузки зачастую ограничивается простым плавким предохранителем, расположенным непосредственно в штекерном разъеме прикуривателя – замена такого предохранителя при перегорании представляет собой неудобную задачу и не всегда осуществима. Поэтому оптимальным решением является наличие электронной защиты, обладающей определенной степенью «интеллектуальности»: инвертор должен быть способен кратковременно выдерживать пиковые нагрузки, необходимые для запуска электроприборов и инструментов с высокими пусковыми токами, но при значительной перегрузке он должен отключаться и автоматически возобновлять работу через небольшой промежуток времени.
Однако при приобретении инверторов через интернет-магазины, такие как Алиэкспресс (и не только), определение типа защиты, принципа ее работы и адекватности срабатывания до покупки представляет собой сложную задачу – описание товара нередко искажает действительность, а пользовательские отзывы бывают недостаточно точными. В связи с этим остается лишь ориентироваться на предложения с большим количеством подробных отзывов от пользователей, разбирающихся в электротехнике, либо просто надеяться на случайный благоприятный исход…
Модификация инструмента для совместной работы с инвертором
Часто случается, что номинальный ток инвертора оказывается подходящим для подключаемого устройства, однако на практике он постоянно отключается из-за значительного пускового тока. Это явление нередко встречается при использовании в полевых условиях электроинструментов, например, углошлифовальных машин (так называемых «болгарок»). Если ваш инструмент не оснащен кнопкой управления оборотами, позволяющей осуществлять плавный запуск без скачка потребления тока, то можно самостоятельно организовать функцию плавного пуска. Для этого потребуется универсальный модуль, который доступен для приобретения и может быть установлен в течение десяти минут практически в любом устройстве. Данный модуль представляет собой небольшую конструкцию с двумя проводами и подключается последовательно к одному из проводов питания электроприбора – либо внутри корпуса, либо на внешнем выносе! Более того, его можно интегрировать непосредственно в инвертор…
Опасен ли инвертор?
Распространено мнение, что напряжение в 12 вольт по своей природе безопасно. Вспоминается старая шутка: «Может ли 12-вольтовый аккумулятор нанести вред человеку? Да, но только если упадет с полки на голову…».
К сожалению, напряжение 220 вольт в инверторе представляет такую же опасность, как и напряжение 220 вольт из обычной домашней розетки. Запрещается включать преобразователь мокрыми руками, а учитывая широкое распространение устройств китайского производства с неопределенной репутацией, крайне желательно проверить отсутствие утечки тока на корпус, особенно если он металлический. Используя мультиметр в режиме измерения переменного напряжения, необходимо последовательно подключить его к каждому из выходных разъемов и к корпусу инвертора – на щупах тестера напряжение присутствовать не должно!
