Инверторы 24 – 12 V

Проблема получения в большегрузном автомобиле напряжения, необходимого для питания радиостанций, автоэлектроники и средств связи (12-14 Вольт) может быть решена несколькими способами. Самый простой из них взять необходимое напряжение с одного аккумулятора. Но последствия таких «экспериментов» печальны: через некоторое время аккумулятор придётся выбросить. Другой, «цивилизованный» способ это установить в автомобиле устройство которое позволит получить необходимое напряжение без ущерба для штатной системы электрооборудования машины. В настоящее время выпускается два типа подобных устройств принципиально отличающихся друг от друга- линейные и импульсные преобразователи напряжения.

Линейные (Аналоговые) стабилизаторы напряжения.

Суть данного вида стабилизации состоит в том, что «лишнее» напряжение «остаётся» на регулирующем элементе. При этом ток который течёт от аккумулятора равен току текущему в полезную нагрузку, а поскольку входное напряжение в два раза превышает выходное значит мощность потребляемая от аккумулятора в 2 раза превышает мощность которую потребляет полезная нагрузка, т.е. КПД такого стабилизатора 50% (а реально и ещё меньше). Попробуем для наглядности подставить живые цифры. Возьмём ток полезной нагрузки Iн.= 20 Ампер.

Тогда:

Ракк. = Iакк. х Uакк. = 20А х 28В = 560Ватт

Рн. = Iн. х Uн. = 20А х 14В = 280Ватт

Разница этих мощностей (280 Ватт) выделяется в виде тепла, нагревая радиатор стабилизатора. Чтобы рассеивать такую мощность в течении продолжительного времени нужен радиатор огромных размеров. Реально данные стабилизаторы выполнены на радиаторах гораздо меньших размеров, а это значит что если производитель заявляет, что максимальный ток стабилизатора равен 20-ти Амперам, то продолжительный режим работы стабилизатора будет возможен при токе 6-7 Ампер, не более. Эти преобразователи оптимальны для питания совсем маломощных устройств.

Плюсы линейных преобразователей напряжения:

  • Низкая цена.

Минусы:

  • Низкий КПД
  • Большое энергопотребление
  • Большие размеры
  • Низкая мощность
  • Частые выходы из стоя от перегрева
  • В случае выхода из строя «ключей» такого преобразователя возможно попадание напряжения 24v на выход устройства (на питающуюся от 12 вольт аппаратуру)

Импульсные преобразователи напряжения.

Принципиальное отличие импульсной схемотехники заключается в том, что она позволяет получить источники питания с высоким КПД, до 90%. В таких преобразователях «лишнее» напряжение не рассеивается в виде тепла, а преобразовывается в «дополнительный» ток на выходе.

Отличительной особенностью импульсных преобразователей является гальваническая развязка входного и выходного напряжений (т.е. в их составе имеется трансформатор ), который исключает даже теоретическую возможность попадания входного напряжения на выход при любых неисправностях самого преобразователя.

Импульсная схема всегда выдает максимальный ток, что является основным отличием от аналоговых линейных стабилизаторов. Рис. 1.

Рис 1. Максимальный ток при продолжительной преобразователя с температурой корпуса не выше 80 oC

Импульсная схема обеспечивает высокий КПД. Аналоговые преобразователи имеют КПД ниже и при том же токе выделяют значительно больше тепла. Без уменьшения выходного тока при перегреве аналоговый преобразователь может выйти из строя. Рис. 2.

Рис 2. Время продолжительной работы преобразователя на максимальном рабочем токе

Достоинства импульсных преобразователей напряжения

  • Долговременный режим работы при максимальном токе нагрузки.
  • Высокий КПД
  • Малые габариты.
  • Мощность потребляемая от аккумулятора лишь на 10-15% больше, чем потребляет нагрузка.
  • Наличие гальванической развязки входного и выходного напряжений в преобразователе (т.е. в его составе имеется трансформатор) исключает даже теоретическую возможность попадания входного напряжения на выход. В стабилизаторе же устанавливается мощный высокоэффективный ограничитель напряжения.
  • Высокая надежность устройства.

Недостатки

  • Импульсные преобразователи напряжения, как правило стоят дороже линейных.