Инвертор с пониженным питанием

Какой сварочный инвертор, работающий при пониженном напряжении выбрать?

Сварочный инверторный аппарат — это источник постоянного тока для питания электрической дуги. Обычный инверторный источник питания для сварки снижает зависимость от стабильности характеристик электросети. Он способен выдержать падение напряжения с 220 до 180-190В вместо 220. Однако, если напряжение падает еще ниже, такой аппарат перестает нормально работать или отключается. Сварочные инверторы с пониженным напряжением способны продолжать работу и при самых низких параметрах сети.

Принцип работы

Инверторный сварочный аппарат: что это значит? Сварочный инвертор –это преобразователь переменного тока 220 вольт в постояный 70-120 вольт. То же самое делает и морально устаревший сварочный выпрямитель. Качество шва, выполняемого с помощью трансформатора-выпрямителя, сильно зависит от стабильности характеристик в электросети. Работа самого аппарата может сильно влиять на стабильность параметров сети, при зажигании дуги начинаются броски напряжения.

Что же такое инверторная сварка? Сварочный инвертор также выдает на выходе 70-90 вольт, но преобразование проводится следующим образом.

  • переменный ток 220вольт 50 герц выпрямляется и подается на вход высокочастотного генератора;
  • генератор создает высокочастотный (20-50 килогерц) сигнал;
  • он подается на трансформатор, который понижает напряжение до 70-90 вольт;
  • ток выпрямляется вторым выпрямителем и постоянный ток подается на электрод и заготовку;
  • зажигается электродуга, кромки заготовки оплавляются, плавится и электрод, образуя облако защитных газов и пополняя сварочную ванну;
  • после остывания материала шва образуется неразъемное соединения высокой прочности и долговечности.

Теперь становится понятно, что значит инверторный: это преобразователь с двукратной инверсией (от латинского inversio переворачивание, перестановка) напряжения из переменного в постоянное и обратно.

Преобразование тока на высокой частоте позволило во много раз снизить вес и габариты трансформатора. Управление процессом на каждом этапе с помощью электронных схем позволило обеспечить высокую стабильность напряжения на выходе, независимость его от перепадов в питающей электросети (в определенных пределах) и исключило негативное влияние самого инвертора на скачки параметров этой сети. Кроме того, сварочные инверторы обеспечивают высокую стабильность дуги, облегчают ее розжиг и препятствуют «залипанию» электрода.

Устройство сварочного выпрямителяю. Низкочастотный трансформатор орпеделяет громоздкие габариты и большой вес устройства.

Это основные отличия инвертора от сварочных выпрямителей. На базе инверторного источника тока строятся и сварочные полуавтоматы, подающие в рабочую зону сварочную проволоку вместо стержневого электрода.

Если же параметры электросети гуляют существенно ниже, чем 180-190 вольт, то обычный инвертор уже не может компенсировать такое падение напряжения. Зачастую в удаленных районах оно падает и до 150 вольт.

В этом случае на помощь приходят инверторы, способные работать на пониженном напряжении. в их конструкции есть два блока, призванных исправить положение:

  • стабилизатор с расширенным диапазоном он поддерживает заданное выходное напряжение, несмотря на колебания на входе;
  • корректор коэффициента мощности: электронная схема, адаптирующая работу всего аппарата к изменившимся условиям электропитания.

Эти блоки не совершают чудес и не нарушают закона сохранения энергии. Если на входе будет ниже 135 вольт, работать сварочным аппаратом не удастся.

Кроме того, использовать можно будет только самые тонкие электроды или проволоку.

Корректор будет пытаться сохранить мощность, отдаваемую в дугу, на прежнем уровне.

[stextbox полезен такой блок и при работе от бытового генератора или через удлинитель длиной свыше 40 метров, на котором наблюдаются большие потери.[/stextbox]

Плюсы и минусы

Основные плюсы таких устройств следующие:

  • возможность снижать напряжении питающей сети до 135 вольт;
  • обеспечение стабильной мощности дуги при бросках большой амплитуды;
  • компенсация потерь при подключении через удлинители большой длины.

Имеются и минусы:

  • при пониженном напряжении приходится работать на более тонких электродах или проволоке;
  • толщина свариваемых заготовок также ограничена;
  • стоимость такого аппарата превышает обычный на четверть (при равной мощности и общей функциональности).

Если сопоставить основные преимущества и недостатки, присущие сварочным инверторным аппаратам с пониженным напряжением, становится очевидной сфера их применения. Это:

  • удаленные районы с низким качеством электроснабжения;
  • необходимость работы от бытового электрогенератора;
  • подключение через удлинители от 50 метров.

Аппараты позволят выполнять швы хорошего качества и в таких сложных условиях.

Обеспечение эффективности

Нестабильность параметров электросети обуславливается неравномерностью распределения потребителей электроэнергии между фазами. В сетях старого образца нет возможности автоматической межфазовой балансировки нагрузки. Вторая причина- сильная изношенность технических средств коммутации и распределительных сетей, плохое состояние изоляции, недостаточное сечение кабелей. Все вместе эти факторы приводят к тому, что, при стандартном значении 220 вольт фактически измеренное колеблется между 140 и 270.

И такая ситуация характерна и привычна для большинства сельских районов, удаленных от райцентров и больших трасс.

Чтобы справится с нестабильностью напряжения сети и обеспечить эффективное функционирование сварочного аппарата, используют следующие приемы:

  • подключение через мощный стабилизатор напряжения, запас по мощности должен быть как минимум 40% от паспортного значения для инвертора;
  • использование сварочного аппарата инверторного типа с функцией коррекции мощности ККМ;
  • включение в схему осциллятора, генерирующего высокочастотные импульсы и облегчающего поджиг и поддержание электродуги;
  • подбор сварочных материалов и режимов сварки, позволяющих добиться высокого качества шва.

Мощный стабилизатор громоздок и тяжел, цена его примерно 1-2 тыс. рублей за киловатт мощности. Если же стабилизирующий блок встроен в сам сварочный аппарата, это позволяет существенно снизить затраты.

Функция коррекции мощностного коэффициента также позволяет повысить стабильность дуги и качество шва, избежать залипания электрода и прожогов, а также потреблять несколько меньше электроэнергии.

Рекомендуемые при пониженном электропитании

Обычные модели сварочных инверторов уверенно работают в диапазоне напряжений от 190 до 240 вольт. Для рынков развивающихся стран и специальных условий эксплуатации ведущие производители оборудования предлагают специально доработанные инверторы, способные работать при пониженном входном напряжении. Какой инвертор лучше? При выборе устройства необходимо обратить внимание на следующие параметры и особенности:

  • достаточный для местности использования диапазон входного напряжения;
  • широкие возможности настройки рабочего тока;
  • стабильность напряжения холостого хода;
  • опции «горячий старт» и «антизалипание»;
  • диапазон рабочих температур, подходящий к климатическому поясу;
  • возможность длительной непрерывной эксплуатации.

Перечисленным условиям отвечают ряд моделей.

Fubag IR 200

Первый агрегат представлен хорошо известно германской компанией с заводами в Китае. Новинка устойчиво работает с электродами диаметром 1,6-5 мм при понижении напряжения до 150 вольт. Диапазон рабочих токов: 5-200 ампер. Устройство снабжено опцией горячего старта и стабилизации дуги. Работоспособность сохраняет от -10 до +40 о С.

Сварог ARC -160

Самая простая и надежная модель малой мощности известной марки компактен и обеспечивает стабильную дугу при колебаниях на входе от 160 до 245 вольт. Диапазон регулировки выходного тока – 20-160.

Устройство снабжено горячим стартом и способно работать как с обычными плавкими электродами, таки с неплавкими вольфрамовыми. К недостаткам следует отнести малую продолжительность непрерывной работы: 40% от общего времени.

Интерскол ИСА 160

Третья модель также обладает небольшой мощностью, ток изменяется от 20 до 160 ампер. При тестировании показал устойчивую работу при минимальном питающем напряжение-155 вольт.

Устройство имеет горячий старт, антизалипание и форсированный режим дуги, а также стабильное напряжение холостого хода. Может работать без перерыва благодаря эффективной системе охлаждения.

Aurora PRO Inter 200

Эта новинка выделяется возможностями своего стабилизатора и блока ККМ. Тест подтвердил способность эффективно варить даже от 140 вольт. При этом развивается рабочий ток от 20 до 200ампер. Поддерживает работу со 100-метровым удлинителем, если сечение провода 2,5 мм 2 и более. Может работать непрерывно до 60% от общего времени.

Все перечисленные модели отличаются компактностью и скромным весом, не превышающим 8 кг. Разумеется, при работе на нижнем пределе значений питающего напряжения не стоит рассчитывать на максимальный сварочный ток и 5-миллиметровые электроды.

Но 1,6 и 2 миллиметровые будут варить стабильно, без залипаний и досадных прожогов тонких заготовок и мелких частей. При продолжительной работе износ деталей и узлов блока питания устройства будет повышенным.

Важно также учитывать репутацию фирмы-изготовителя. Малоизвестные компании, недавно появившиеся на рынке, часто выставляют свою продукцию за малую по сравнению с известными марками цену. При этом они обещают чудеса, противоречащие закону сохранения энергии, например, работу при входном напряжении 90 вольт. Это может означать только одно: очевидный пример недобросовестной рекламы. Входное напряжение в этом случае будет близко к выходному, и, сколько бы его ни преобразовывали, выдержать требуемые параметры по току никак не получится.

Заключение

Инверторы с пониженным напряжением питающей электросети специально разработаны для местностей с плохими условиями энергоснабжения. Они позволяют сварить качественные швы, однако ограничены в толщине соединяемых заготовок и применяемых сварочных материалов.

Простой инвертор с низким энергопотреблением 12 вольт-220 вольт

Вот простой инвертор с низким энергопотреблением, который преобразует 12 В постоянного тока в 230-250 В переменного тока. Его можно использовать для питания очень легких нагрузок, таких как зарядные устройства для окон и ночные лампы, или просто для того, чтобы держать шокированных подальше от злоумышленников. Схема построена вокруг двух микросхем, а именно: микросхемы CD4047 и микросхемы ULN2004 .

Цепь инвертора низкой мощности

IC CD4047 (IC1) – моностабильный / нестабильный мультивибратор . Он подключен в нестабильном режиме и генерирует симметричные импульсы от 50 до 400 Гц, которые подаются на IC2 через резисторы R1 и R2. Простая схема инвертора с низким энергопотреблением.

ULN2004 (IC2) является популярной 7-канальной интегральной схемой Дарлингтона. Здесь три каскада Дарлингтона идут параллельно для усиления частот, принимаемых от IC1. Выход IC2 подается на трансформатор X1 через резисторы R3 и R4. Трансформатор X1 (9 В-0-9 В, 500 мА, вторичный) представляет собой обычный понижающий трансформатор, который используется здесь для функции реверса, то есть для повышения. Это означает, что он производит высокое напряжение. Резисторы R3 и R4 используются для ограничения выходного тока от ULN до безопасных значений. Выход 230-250 В переменного тока доступен через высокоимпедансную обмотку первичной обмотки трансформатора.

Микро-инвертор с низким потреблением

Здесь описана простая схема инвертора с низким энергопотреблением, которая преобразует 12 В постоянного тока в 230 В переменного тока. Его можно использовать для питания очень легких нагрузок, таких как ночные лампы и беспроводные телефоны, но его можно превратить в мощный инвертор, добавив больше МОП-транзисторов.

Цепь зарядного устройства

Эта схема имеет двухступенчатое зарядное устройство с отсечкой и индикатором уровня заряда батареи, а также схему инвертора. Зарядная цепь построена вокруг IC1 ( LM317 ), как показано ниже. Когда доступно напряжение 230 В переменного тока, IC1 подает напряжение на затвор SCR1 (TYN616) через диод D3 (1N4007). SCR1 начинает заряжать аккумулятор. Для настройки выходного напряжения можно использовать предустановку VR1. Зарядное устройство с цепью отключения Индикатор уровня заряда батареи и цепь инвертора показаны ниже. Система проверки уровня заряда батареи построена вокруг транзисторов T1 и T2 (оба BC547) вместе с некоторыми дискретными компонентами. Когда батарея заряжена (скажем, более чем до 10,50 В), индикатор LED1 светится, а пьезо-зуммер PZ1 не звучит. С другой стороны, когда напряжение батареи падает (скажем, ниже 10,50 В), светодиод1 перестает светиться и раздается звуковой сигнал, указывая на то, что батарея разряжена и нуждается в перезарядке для дальнейшего использования.

Читайте также  Телефонная карточка на микросхеме at90s2343 фирмы atmel

Инверторная схема

Индикатор уровня заряда батареи и схема инвертора Инвертор построен на IC2 ( CD4047 ), который подключен как нестабильный мультивибратор, работающий с частотой около 50 Гц. Выходы Q и Q IC2 напрямую управляют силовыми полевыми МОП-транзисторами (T3 и T4). Два полевых МОП-транзистора (IRFZ44) используются в двухтактной конфигурации. Выход инвертора фильтруется конденсатором С1.

Сборка и тестирование

Соберите схему на печатной плате общего назначения и поместите в подходящую металлическую коробку.

Двухтактный инвертор с пониженным питанием, 190-230/6-27 вольт 6 ампер. Схема, описание

Двухтактный полумостовой импульсный инвертор с небольшими габаритами используется как источник питания и для зарядки аккумуляторов. Пониженное напряжение питания инвертора предполагает использование в схеме ключевых транзисторов с низким рабочим напряжением. Зарядка аккумуляторов выполняется при стабильном напряжении. Паспортный ток заряда аккумулятора снижается к концу зарядного цикла до состояния буферного подзаряда.

В инверторе предусмотрено:

  • регулирование выходного напряжения и тока;
  • электронная защита от коротких замыканий в нагрузке и перегрузок в схеме в схеме (рис.1) происходит тройное преобразование напряжения;
  • переменное напряжение сети выпрямляется, сглаживается и понижается;
  • постоянное напряжение преобразуется в импульсное с частотой до нескольких десятков килогерц;
  • импульсное напряжение трансформируется в низковольтную цепь, выпрямляется и сглаживается.


(нажмите для увеличения)

Полученное постоянное напряжение используется для зарядки аккумуляторов или питания нагрузки (электронных схем, электродвигателей и т.п.). Пониженное питание инвертора позволяет использовать ключевые транзисторы с низким паспортным напряжением и снижает помехи преобразования. Схема инвертора оснащена двумя регуляторами: тока и напряжения.

Сетевой помехолодавляющии фильтр состоит из двухобмоточного дросселя Т2 и конденсаторов С13, С14. Фильтр снижает помехи от преобразователя, поступающие в сеть, и устраняет импульсные помехи, проникающие из сети. Перед фильтром установлены предохранитель FU1 и выключатель SA1.

После выпрямителя сетевого напряжения VD4 и сглаживающего фильтра на конденсаторе С12 постоянное напряжение подается на транзисторный фильтр-стабилизатор R15 VD2-VT3. С эмиттера VT3 пониженное напряжение определяемое напряжением стабилизации стабипитрона VD2. используется для питания инвертора. Оно дополнительно сглаживается конденсаторами С8 и С9 шунтированными резисторами R12 и R13 для выравнивания напряжении относительно средней точки. Терморезистор RK2ограничивает ток заряда конденсаторов фильтра при подаче сетевого напряжения.

Первичная обмотка высокочастотного трансформатора Т1 инвертора одним выводом подключена к средней точке конденсаторов С8 С9. а вторым выводом (через разделительный конденсатор С7) – к точке соединения силовых транзисторов VT1, VT2 ключевого преобразователя. Цепочка R14-С11 подавляет паразитные ВЧ-колебания в обмотках трансформатора после окончания импульса. Разделительный конденсатор С7 устраняет подмагничивание магнитопровода трансформатора Т1 при разбросе параметров конденсаторов С8 С9 и транзисторов VT1, VT2, а также позволяет использовать трансформатор без зазора в магнитопроводе.

От коэффициента усиления транзисторов VT1, VT2 зависит скорость переключения тока и потери мощности управления. Входная RC цепочка R7-C4 защищает инвертор от возникновения сквозных токов и ускоряет прохождение фронтов импульсов на базы транзисторов

При подаче питания на генератор на выходе 3 DA1 устанавливается высокий уровень на время, зависящее от номиналов R1, R2 и С1. Появление на базах транзисторов VT1, VT2 положительного импульса приводит к открыванию транзистора VT1 и закрыванию VT2. Конденсатор С7 в диагонали моста, заряженный через открытый транзистор VT2 напряжением со средней точки конденсаторов С8, С9. разряжается через транзистор VT1 В первичной обмотке трансформатора Т1 возникает импульс тока, который трансформируется во вторичную обмотку. При переключении генератора и появлении низкого уровня на выходе 3 DA1 транзистор VT1 закрывается, а VT2 – открывается. На конденсаторе С7 меняется полярность напряжения, и в первичной обмотке трансформатора Т1 возникает ток обратного направления. Импульсное напряжение с первичной обмотки трансформатора Т1 передается во вторичную (с учетом коэффициента трансформации), выпрямляется высокочастотным мостом VD3 на лавинных диодах и сглаживается конденсатором С10.

Генератор импульсов выполнен на аналоговом КМОП-таймере DA1 с минимальным энергопотреблением. Использовать таймер типа КР1006ВИ1 не рекомендуется ввиду увеличения потребляемого тока. Микросхема таймера DA1 содержит два компаратора подключенных к входам 6 и 2 RC-триггер выходной усилитель и ключевой транзистор на выводе 7 для разряда внешнего времязадающего конденсатора.

Микросхема DA1 работает в режиме мультивибратора. При зарядке конденсатора С1 до уровня 2/3 Uпит на выходе 3 – высокий уровень. После достижения этого уровня внутренний триггер DA1 устанавливает на выходе 3 низкий уровень, открывает ключевой транзистор, и конденсатор С1 разряжается через него и резисторы R2, R3. После разрядки С1 до уровня 1/3 Uпит, внутренний триггер переключает выходы 3…7 DA1 в исходное состояние. Цикл повторяется.

Выходное напряжение с конденсатора С10 через терморезистор RK1 поступает на переменный резистор R11. движок которого связан с входом управления параллельного стабилизатора напряжения DA2. Стабилизатор DA2 включен в цепь светодиода оптопары VU1. При повышении выходного напряжения, например, из-за увеличения сопротивления нагрузки. DA2 открывается сильнее, ток через светодиод VU1 возрастает транзистор оптопары открывается и шунтирует напряжение на входе управления 5DA1. Частота генератора снижается без изменения скважности импульсов, что приводит к уменьшению выходного напряжения, те к его возврату к установленному значению. При уменьшении выходного напряжения описанный процесс происходит наоборот.

Детали. Диодная сборка VD4 должна быть на напряжение не ниже 400 В и максимальный ток не менее 3 А. низковольтный выпрямитель VD3 – на напряжение не ниже 50 В и ток не менее 20 А. Транзисторы VT1 и VT2 – разной полярности с максимально близкими параметрами. Напряжение коллектор-эмиттер – не ниже 90 В и ток – не менее 3 А. Транзисторы устанавливаются на общий радиатор с использованием прокладок и теплопроводящей пасты. Терморезистор RK1 крепится к радиатору скобой с прокладкой и соединяется с печатной платой гибкими проводами в изоляции. Оптроны подойдут из серии LTV816, РС817

Дроссель L1 взят от блока питания компьютера YX EE25-01 или выполнен на ферритовом кольце диаметром 24…36 мм. Обмотка содержит 14 20 витков провода ПЭЛ 0,8 мм. Трансформатор Т1 типа KR4127, ERL35 2, Е1-28 применен без переделки от блока питания компьютера. Он намотан на сердечнике размерами 10x8x22 мм. Обмотка 1 Т1 содержит 38 46 витков провода 0,6 мм, обмотки 2 и 3 имеют по 7,5 витков каждая, выполнены жгутом из 4-х проводов 0,27 мм (для снижения потерь от поверхностного эффекта).

Детали устройства размещены на печатной плате, чертеж которой и схема расположения элементов приведены на рис.2.

Плата устанавливается в пластмассовом корпусе типа БП-1. Выносные элементы крепятся в отверстиях корпуса и соединяются с платой изолированными проводами подходящего сечения (провода управления – 0,5 мм2, силовые – 2 мм2).

Перед первым включением собранной схемы в разрыв цепи сетевого питания нужно включить лампочку (220 В 100 Вт). Это обезопасит устройство от выхода из строя при наличии ошибок в схеме или некачественных деталей. Слабый накал сетевой лампочки на холостом ходу и возрастание ее яркости при подключении нагрузки свидетельствуют о нормальном состоянии схемы. По окончании контрольной проверки лампочка удаляется, и преобразователь включается в сеть без ограничения тока.

Наладку инвертора лучше всего выполнять с помощью осциллографа. Нужно проконтролировать наличие прямоугольных импульсов на выходе 3 DA1 и импульсного напряжения на обмотках трансформатора Т1. Подбором сопротивления R8 в точке соединения эмиттеров транзисторов Т1 и Т2 устанавливается напряжение, равное половине напряжения питания

Ток нагрузки визуально устанавливается по амперметру РА1 регулятором тока – резистором R2. выходное напряжение – резистором R11 В качестве активной нагрузки при наладке можно использовать автомобильную лампочку (12 В, 30…50 Вт)

Для эксплуатации инвертора в качестве зарядного устройства резистором R11 при среднем положении движка R2 устанавливается выходное напряжение 14,2 В резистором R2 – необходимый ток заряда (в пределах 0,05 емкости аккумулятора). Время заряда обычно не превышает 5-6 часов, окончание заряда контролируется снижением тока заряда почти до нулевого уровня.

Внимание! Во время испытаний следует соблюдать правила техники безопасности

Авторы: В.Коновалов, А.Вантеев, Творческая лаборатория “Автоматика и телемеханика”, Иркутский центр “Энергосберегающие технологии”, г.Иркутск

Какие сварочные аппараты подходят для низкого напряжения сети

Каждый электрический сварочный аппарат рассчитывается на работу при определённых параметрах сети. Промышленные аппараты работают при напряжении 380 В, а бытовые — 220 В. Однако сетевое напряжение не может похвастать стабильностью параметров. Особенно этим грешат бытовые сети. Очень часто они перегружены и напряжение в них падает ниже 200 вольт, что сказывается на стабильности работы потребителей электрической энергии. Как правило, все приборы гарантируют надёжную работу при отклонении напряжения сети не более чем на 10 процентов, что составляет от 200 до 245 вольт. Необходимо заметить, что наличие даже 200 вольт в сети не гарантирует работу сварочного аппарата.

Это происходит потому, что сварочный аппарат сам потребляет большой ток и сильно снижает напряжение сети. Если замер напряжения сети покажет 200 вольт – не спешите радоваться: при включении сварочного аппарата, этот показатель может снизиться до порога автоматического отключения устройства. Многие современные сварочные аппараты имеют защиту, отключающую их при напряжении уже 190 вольт.

Одной констатации проблемы недостаточно, необходимо найти пути её решения. Раньше вопрос решали при помощи секционирования первичной обмотки сварочного трансформатора, но это было только частичное решение. Путём переключения секций первичной обмотки можно решить проблему с величиной сварочного напряжения, но компенсировать потерянную мощность невозможно.

Установка дополнительных трансформаторов и стабилизаторов могла бы помочь, но практического смысла не имела. В самых критических случаях прибегали к подключению сварки к дизельгенератору или применяли газовую сварку. Кардинальное решение проблемы может обеспечить только специализированный сварочный аппарат для пониженного напряжения сети.

Сварочный аппарат с инвертором для низкого напряжения сети – решение Ваших проблем

Недостатком инверторных сварочных аппаратов, работающих от сети с пониженным напряжением, является их повышенная стоимость. Как правило, они стоят на 25-30% дороже обычных аппаратов для сварки. Это объясняется наличием в их конструкции дополнительных функций: стабилизации напряжения и коррекции коэффициента мощности. Такие аппараты способны решить следующие задачи:

Читайте также  Частотомер на pic16f628

приспособиться к питанию от слабой сети;

гладить перепады напряжения;

обеспечить качественный шов при низких параметрах сети.

Сварочные аппараты, собранные на основе такой схемы, позволяют надёжно и качественно варить от сети 180 В. А специальные экземпляры могут работать и от 135 вольт. Для обеспечения таких показателей имеется внутренний блок стабилизатора напряжения и блок корректора коэффициента мощности PFC (Power Factop Corrector). Наличие этих блоков позволяет питать сварочный аппарат от дизель-генератора и использовать удлинители длиною до 50 метров.

Функции блока корректора коэффициента мощности сварочного инвертора:

позволяет работать в слабой сети при напряжениях от 170 до 280 вольт;

экономит до 25% электроэнергии;

допускает применять кабель питания уменьшенной площади сечения;

снижает уровень сетевых помех.

Схемы, применяемые для внутренних стабилизаторов напряжения, весьма разнообразны и не отличаются новизной. Блок корректора мощности — достаточно недавнее изобретение, которое представляет собой сложную электронную схему. Разобраться в особенностях её работы под силу только специалистам по промышленной электронике. Для обладателей таких аппаратов достаточно знать, что коррекция мощности происходит за счёт накопления индуктивной энергии на катушке индуктивности.

Сварочный инвертор MultiARC-2500MV

Производитель сварочного оборудования «Кедр» создал сварочный аппарат для низкого напряжения сети MultiARC-2500MV, который не содержит внутреннего стабилизатора напряжения и блока коррекции коэффициента мощности, что не накладывает дополнительную стоимость на изделия. В то же время этот аппарат позволяет вести сварку без всяких ограничений в интервале от 187 до 260 вольт, допуская ещё больший разброс параметров при некоторых ограничениях.

Универсальный сварочный инвертор MultiARC-2500MV является аппаратом промышленного класса, выполненным в компактном корпусе. По показателю отношения мощности к объёму корпуса этот аппарат входит в группу лидеров как отечественного, так и мирового рынка малогабаритных сварочных инверторов.

Уникальность этого аппарата основана на двух вариантах подключения питания. Его можно подключить как к промышленной сети трёхфазного переменного тока 380 вольт, так и к бытовой сети однофазного переменного тока 220 вольт. При этом гарантируется надёжная работа аппарата при питающем напряжении от 187 вольт. При более низких напряжениях сети аппарат также работает, но допускает сварку только электродами меньшего диаметра. Попросту говоря: на напряжении в 157 вольт не нужно пытаться варить электродами диаметром 5 мм. Лучше пройдите в несколько заходов электродом диаметром 3 мм.

Кроме вышеперечисленных особенностей, MultiARC-2500MV имеет надёжную защиту от внешних воздействий, что позволяет выбирать его для проведения работ на открытых площадках вдали от стационарных производственных площадей. Если добавить к этому терпимость к пониженному напряжению питания, то становится понятной задумка его конструкторов: сделать универсальный, надёжный аппарат на все случаи жизни.

Возможности MultiARC-2500MV

Многофункциональность

Одно устройство – два режима сварки. Режим ММА – самый распространённый режим проведения сварочных работ, позволяет вести сваривание обычных марок стали, высокоуглеродистой стали и чугуна штучными электродами диаметром от 2 мм. и до 5 мм. Диаметр электродов следует подбирать в зависимости от того, к какой сети подключён аппарат. При подключении к трёхфазной сети 380 вольт, можно варить электродами диаметром до 5 мм. Если подключение произведено к маломощной однофазной сети – лучше ограничиться электродами диаметром 3 мм.

Режим TIG добавляет возможность сваривания титана, меди, алюминия и ещё целого ряда металлов. Этот режим очень любят новички, так как он позволяет даже им получать хороший шов. В этом аппарате реализована одна из разновидностей сварки в среде защитного газа: Lift TIG. Это означает, что поджиг дуги производится касанием вольфрамового электрода о металл.

Ручная регулировка токов форсажа (ARC FORCE) предполагает понимание специфики сварки и немного огорчает новичков, для которых предпочтительнее автоматический подбор параметров. Эта функция позволяет регулировать «жёсткость дуги», которая влияет на глубину проплавления металла.

Функция горячий старт (HOT START) увеличивает величину сварочного тока в начале процесса сваривания. Ручное управление этой функцией позволяет применять её только при непосредственной надобности:

при сваривании неочищенных или ржавых деталей;

при сваривании некачественными электродами;

при низком напряжении сети.

Функция VRD (Voltage Reduction Device) снижает напряжение холостого хода, она может быть отключена вручную. Считается, что необходимость в применении этой функции возникает в условиях, которые представляют опасность со стороны поражения электрическим током. Строящийся дом, гараж, дача требуют применения этой функции. В сухих стационарных помещениях эта функция может быть отключена.

Длительная продолжительность включения

ПВ = 100% означает, что не существует никаких ограничений по длительности непрерывной работы таким аппаратом. Это значит, что такой инвертор обеспечивает наивысшую производительность труда и низкую себестоимость продукции.

Удобный интерфейс

Под пластиковой защитой на передней панели аппарата расположен интерфейс высокой степени информативности. Основная информация выводится на цифровой дисплей. Настройка параметров производится одним декодером. Ещё две кнопки предназначены для выбора режимов работы, правильность набора контролируется по индикаторной схеме.

Познакомиться с подробной информацией о сварочном инверторе MultiARC-2500MV, проконсультироваться с менеджерами, сделать свой выбор и купить аппарат можно на нашем сайте.

Преобразователи постоянного тока в постоянный (DC-DC). Какие они бывают (подборка с Алиэкспресс)

По жизни иногда случается так, что в распоряжении пользователя есть одно напряжение, а какое-либо устройство надо запитать другим напряжением.

Особенно часто такие ситуации встречаются, когда речь идёт об автономном питании: в этом случае другое напряжение взять просто неоткуда.

Ситуацию спасают DC-DC преобразователи.

В силу схемотехнических особенностей они отличаются огромным разнообразием решений.

Они бывают понижающими, повышающими, понижающе-повышающими, на отрицательную полярность, изолирующими, двухполярными, а также могут представлять собой различные комбинации перечисленных вариантов.

Всё разнообразие вариантов в рамках одной небольшой подборки осветить невозможно, но некоторые «ходовые» случаи будут представлены.

Известные с древности линейные стабилизаторы тоже можно в какой-то степени считать DC-DC преобразователями (понижающими), но они в этой статье рассматриваться не будут. Хотя, во многих случаях их может оказаться достаточно для решения проблемы.

Цены далее в тексте указаны примерные на дату публикации с доставкой в Россию (в дальнейшем могут меняться). Если найдутся такие же устройства, но дешевле, то тоже можно покупать — товар одинаковый.

DC-DC преобразователь в корпусе USB-разъёма с выходом 9 или 12 V

Сам DC-DC преобразователь как таковой находится внутри кожуха разъёма USB, и, конечно, мощным быть не может.

Преобразователь выпускается в вариантах с напряжением выхода 9 В или 12 В (т.е. с фиксированным напряжением без переключения).

Максимальный ток выхода — 800 мА; максимальный потребляемый ток — до 2.1 А от источника 5 В (т.е. от порта USB компьютера или зарядного устройства телефона).

При его использовании надо помнить о двух моментах.

Во-первых, не рекомендуется использовать длительное время при максимально-допустимых параметрах нагрузки (впрочем, это относится к любым источникам питания).

А во-вторых, при питании от порта USB компьютера не рекомендуется нагружать порт USB 2.0 более, чем на 0.5 А; а порт USB 3.0 — более 0.9 А. Ток нагрузки преобразователя в этом случае не должен превышать примерно половину от этой величины для преобразователя на 9 В, и 1/3 — для преобразователя на 12 В.

DC-DC преобразователь в корпусе USB-разъёма с регулируемым выходом 1 — 24 V

Когда требуется какое-либо нестандартное напряжение, то помочь могут DC-DC преобразователи с регулируемым выходом.

Представленный в этой карточке преобразователь изготовлен в корпусе разъёма USB и может отдавать на выход напряжение в широком диапазоне — от 1 до 24 Вольт (понижающе-повышающий; на основе схемотехники SEPIC).

Точность установки напряжения — 0.1 В; имеется встроенный вольтметр.

Максимальная выходная мощность — 3 Вт.

Аналогично предыдущему преобразователю, при питании от порта USB компьютера мощность на выходе будет меньше.

Подробный обзор этого преобразователя — здесь.

Понижающий DC-DC преобразователь с 5-40 V до 1.2-35 V мощностью 300 W

Этот DC-DC преобразователь, можно сказать, «классический» понижающий преобразователь.

Он работает в широком диапазоне напряжений, но при этом обязательно должно соблюдаться условие, что входное напряжение должно быть выше выходного.

Преобразователь снабжен потенциометрами для регулировки выходного напряжения и ограничения тока нагрузки.

Вместе с тем он требует внимательного обращения при подключении, так как не имеет диода защиты от переполюсовки входного напряжения.

В случае использования на мощность, близкую к максимальной, рекомендуется дополнительное охлаждение.

Цена — около $4.5 с учётом доставки.

Повышающий DC-DC преобразователь с 3-35 V до 5-45 V мощностью 150 W

Ещё один DC-DC преобразователь из серии «классика жанра»; на этот раз — повышающий с регулируемым напряжением выхода.

Преобразователь снабжен встроенным вольтметром с ценой деления 0.1 Вольт.

Его предельно-допустимый входной ток ограничен величиной 5 А, поэтому не следует рассчитывать, что при низких входных напряжениях он сможет развить высокую выходную мощность.

Для получения высокой мощности на выходе соотношение напряжений на входе и выходе должно быть разумным (насколько это позволяют обстоятельства применения); при этом выходное напряжение должно быть строго выше входного.

Понижающе-повышающий DC-DC преобразователь на отрицательную полярность малой мощности

DC-DC преобразователи с переворотом полярности на отрицательную стоят немного особняком.

Обычно они применяются в тех случаях, когда требуется создать напряжение отрицательной полярности для устройств, требующих двухполярного питания (как правило, небольшой мощности).

В отличие от обычных понижающих и повышающих преобразователей, они являются истинно понижающе-повышающими «в одном флаконе» в силу особенностей схемотехники.

Преобразователи, представленные в этой серии, выпускаются на ряд фиксированных напряжений от минус 3.3 до минус 15 Вольт.

Мощность, отдаваемая в нагрузку, может быть от 0.12 Вт до 2.7 Вт в зависимости от соотношения напряжений на входе и выходе.

Цена — около $2.3 с учётом доставки.

Понижающе-повышающий DC-DC преобразователь с двухполярным выходом до ±24 V

Этот DC-DC преобразователь хорошо подходит для тех случаев, когда пользователю требуется симметричное двухполярное напряжение. Предположительно, он основан на двухполярном варианте схемы SEPIC.

Напряжение на выходе может регулироваться от ±3 В до ±24 В; при допустимом диапазоне входных напряжений от 3.6 до 24 В.

Максимальная мощность на выходе — 20 Вт, но в реальности она будет очень сильно зависеть от соотношения входного и выходного напряжения (низкое входное напряжение и высокое выходное являются крайне неблагоприятным сочетанием).

Кроме того, производитель запрещает использовать преобразователь только по отрицательному напряжению (положительное плечо должно быть нагружено обязательно); а также не рекомендуются нагрузки менее 15 мА.

При всём позитиве этого преобразователя, надо заметить, что производитель забыл разместить на плате отверстия для её крепления к чему-либо.

Читайте также  Малогабаритные антенны переносных станций св связи (часть 1)

Цена — около $8 с учетом доставки.

Сдвоенный однополярный понижающий DC-DC преобразователь с 5-40 V до 1.25-35 V

Иногда бывает нужно получить от одного источника два разных напряжения одной полярности.

В этом случае можно использовать два отдельных DC-DC преобразователя; а можно и один сдвоенный. В этом случае пользователь получит экономию в габаритах и упрощение монтажа.

Данный DC-DC преобразователь содержит два одинаковых блока с максимальной мощностью каждого выхода до 20 Вт (при условии, что ток выхода не будет превышать 2.5 А при длительной эксплуатации и 3 А — кратковременно).

Регулировка напряжения выходов каналов — независимая.

Цена — около $9 с учетом доставки.

Изолирующий понижающе-повышающий DC-DC преобразователь с одно- или двухполярным выходом 10 W

Иногда питаемое устройство должно быть гальванически изолировано от источника питания. Это может требоваться по разным причинам: от требований по электробезопасности до защиты от помех, создаваемых исходным источником питания.

Данный преобразователь оформлен в виде модуля в корпусе, защищённом от проникновения посторонних предметов (что поможет соблюдению требования по изоляции).

Производитель гарантирует электропрочность изоляции до 1500 В постоянного напряжения.

Преобразователь не имеет регулировки выходного напряжения; потребителю следует заказывать устройство с напряжением из числа предлагаемых фиксированных значений от 5 до 24 В в однополярном исполнении, или от ±5 до ±15 В в двухполярном исполнении. Мощность на выходе — 10 Ватт.

Цена — около $20 с учетом доставки.

Автомобильный повышающий DC-DC преобразователь с 12 V до 24 V мощностью до 480 W

DC-DC преобразователи существуют не только в виде отдельных плат и модулей, но и в виде законченных конструкций в добротных и прочных корпусах.

В качестве примера — автомобильный повышающий DC-DC преобразователь с 12 до 24 Вольт.

Такие преобразователи могут быть полезны для питания различного оборудования, для которого не подходит стандартное напряжение автомобильной бортовой сети 12 В.

Цена — от $17 до $38 в зависимости от требуемой мощности.

Существуют, естественно, преобразователи и на другие напряжения.

Как можете видеть, DC-DC преобразователи — это широкий класс устройств с огромным разнообразием технических и конструктивных решений.

Они также могут иметь и огромный разброс по мощности: от милливатт до киловатт!

При этом они попутно выполняют и ещё одну функцию: стабилизацию напряжения питания. Если исходный источник будет с «плавающим» напряжением (например, батарея или аккумулятор), то на выходе преобразователя напряжение будет стабильным.

Эти устройства могут очень сильно облегчить потребителю обеспечение устройств питанием даже в самых нестандартных случаях. Но при этом важно правильно рассчитать требуемые параметры необходимого DC-DC преобразователя; причём, как в отношении параметров выхода, так и в отношении потребления от «исходного» источника питания.

Если надо 220 вольт в машине: экспертиза инверторов

О преобразователях, способных превращать бортовые 12 В в желанные 220, вспоминаем нередко. Мощности, судя по надписям на упаковках, — им подвластны любые. Болгарка, электродрель, компьютер, микроволновка — втыкай в автомобильную розетку и будь как дома…

Увы — так не получится. И вот почему.

Желания и возможности

В электротехнике инвертор (от лат. Inverto — «переворачиваю, изменяю») — это устройство для преобразования постоянного тока в переменный нужной величины. Технически это не очень сложно. Однако же надо понимать, что всю необходимую энергию для питания болгарок, холодильников и прочего инвертор будет забирать от АКБ и генератора. И если мощность такой нагрузки, к примеру, 2 кВт (электрический чайник), то даже без учета КПД потребляемый ток составит примерно 150 А! Никакая легковушка этого не перенесет. Даже если нагрузка будет гораздо меньшей — скажем, 250 Вт, то и в этом случае придется постоянно гонять мотор: иначе батарея разрядится за пару часов.

Иногда инверторы на 220 В встроены в автомобиль с завода — но и в этом случае их мощность обычно не превышает 150–200 Вт.

ИНВЕРТОР НОМЕР ОДИН

Любопытно, что устройства для преобразования постоянного тока в переменный во все времена являлись неотъемлемой частью любого автомобиля с бензиновым двигателем. Речь не об инверторах, а о… системе зажигания! Для получения высоковольтных импульсов на катушке зажигания постоянное напряжение бортовой сети прерывается синхронно с частотой вращения коленвала. Получающийся периодический ток можно назвать переменным, пусть даже он не меняет направление, как в бытовой сети.

Какой инвертор вам нужен?

Самые слабенькие инверторы рассчитаны на мощности около 200 Вт и подключаются в гнездо 12 В. С их помощью можно подзарядить смартфон, запитать ноутбук, нагреть паяльник и т. п. Но никакой серьезный инструмент типа электролобзика работать от такого устройства не сможет.

Мощные инверторы — от 1 кВт — подключают непосредственно на клеммы АКБ. Хотите воспользоваться болгаркой или дрелью мощностью под 800 ватт — не забудьте пустить мотор машины. ­В противном случае батарея не продержится и часа.

На эти две группы мы и разбили приобретенные для экспертизы инверторы (они же — преобразователи напряжения) — слабенькие и мощные.

Как испытывали

Испытания решили провести в боевом режиме. Для серьезных адаптеров приготовили электродрель мощностью 800 Вт и болгарку на 880 Вт. Дрель снабжена системой плавного запуска, а болгарка — нет.

Питание осуществляли от АКБ на 70 А·ч с постоянно подключенным пускозарядным устройством, работающим в режиме «Пуск» и дающим ток около 100 А, имитируя таким образом работу двигателя на повышенных оборотах. Дрель должна была просверлить отверстие диаметром 10 мм в стальной пластине толщиной 6 мм. Болгарку заставили резать стальной уголок № 4 (40×40×5).

Для маломощных адаптеров — их питали от лабораторного блока питания — нашли 100‑ваттный паяльник и лампу накаливания на 60 Вт. Паяльнику предстояло при свете лампы разогреться до рабочей температуры и пропаять скрутку двух медных многожильных проводов сечением по 1,5 мм².

Инверторы, работающие от АКБ

Примерная цена 7500 ₽
Заявленная мощность 1500 Вт
Выход USB-порта 1 А
Симпатичное устройство с плавным пуском легко подтвердило заявленные мощностные характеристики, обеспечив одновременную работу болгарки и электродрели. Предусмотрена защита от перегрузки, замыканий, перегрева и т.п. Из недостатков отметим нестабильную работу цифрового дисплея, который при максимальной нагрузке время от времени показывал напряжение 350 В, хотя наши контрольные приборы (вольтметр и осциллограф) ничего подобного не фиксировали. Цена высокая, но прибор того стоит. Рекомендуем!
Примерная цена 4500 ₽
Заявленная мощность 1500 Вт
Выход USB-порта 1 А
Согласно описанию, в этом устройстве предусмотрен плавный пуск. Однако при попытке подключить болгарку оно сразу же закапризничало, переходя в зуммерный режим. С электродрелью проблем не возникло, но на большее преобразователь оказался ­неспособен. Не рекомендуем.
Примерная цена 6300 ₽
Заявленная мощность 1000 Вт
Выход USB-порта 0,5 А
Заявленная мощность — не самая высокая в нашей выборке, однако преобразователь уверенно справился с парной работой электродрели и болгарки. Он может подключаться и к внутрисалонному гнезду 12 В, но на высокую мощность при этом рассчитывать не стоит. Есть защита от перегрузки и ошибочного подключения. Немного огорчили технические неточности в описании (типа ошибочного написания «А/ч»), но в целом устройство повело себя лучше, чем ожидали. Рекомендуем.
Примерная цена 5500 ₽
Заявленная мощность 700 Вт
Выход USB-порта 1 А
Устройство огорчило: на упаковке указана мощность 1500 Вт, однако внимательное прочтение инструкции поведало, что больше 700 Вт постоянной мощности оно не выдаст. Та же инструкция сообщила, что прибор не предназначен для лиц «с пониженными физическими, чувственными или умственными способностями». И еще один перл: мол, инвертор имеет защиту от перегрева, перегрузок и ненормативного входного напряжения, но если последнее окажется слишком большим, то он всё равно сломается. На практике предложенную нагрузку преобразователь не осилил. Не рекомендуем.

Инверторы, работающие от гнезда 12 В

Примерная цена 850 ₽
Заявленная мощность 75 Вт
Выход USB-порта 0,5 А
Слабенький преобразователь, подключаемый к внутрисалонному гнезду 12 В, не понравился с первых секунд: стандартная евровилка не подошла по диаметру штырей. Кое-как удалось подключиться, но при этом хлипкий корпус затрещал по швам и в итоге саморазобрался. Выходное напряжение — аж 250 В, при этом сигнал по форме больше напоминает меандр (ступеньки), чем плавную синусоиду. Вывод очевиден: не покупать!
Примерная цена 1900 ₽
Заявленная мощность 200 Вт
Выход USB-порта 2,1 А
Предусмотрена защита от перегрузки и ненормативного входного напряжения. Но в целом возможности устройства очень ограничены: инструкция не рекомендует подсоединять потребителей мощнее 170 Вт. Из инструментов можно подключить разве что паяльник, клеевой пистолет или электрогравер. Фактически это игрушка, хотя цена уже не игрушечная. Не рекомендуем.

ПЛАВНЫЙ ПУСК

Если реальные мощности преобразователя и инструмента близки, вероятность того, что инструмент раскрутится и будет способен выполнять работу, выше при наличии системы регулировки оборотов или плавного запуска. Без такой системы инструмент, получив питание, начинает дергаться: ток потребления растет, а инвертор тут же уходит в защиту. Толком поработать в таких условиях не удастся.

Результаты

Из мощных устройств однозначно выделим Airline API‑1500–08, а также Тelefunken TF-P103. Они справились с задачей даже при одновременной работе двух электроинструментов. А вот их маломощные коллеги не понравились: толку от подобных устройств немного. Напомним, что они подключаются в гнездо 12 В, защищенное предохранителем (обычно номиналом около 15 А), который имеет право сгореть даже при заявленных 200 Вт.

Синусоида и квазисинусоида

Выходной сигнал большинства инверторов заметно отличается от нормальной синусоиды: он имеет ступенчатую форму. Для нагревательных приборов, ламп накаливания, а также оборудования с импульсными блоками питания такое питание подойдет, а вот звуковая аппаратура начинает фонить. Устройства с трансформаторными блоками питания могут перегреться и даже выйти из строя.

ПОЗОРНЫЕ ПОРТЫ

Для солидных девайсов наличие USB-портов с токами менее 1 А — это несерьезно. Современным телефонам и планшетам нужны зарядные устройства с током на выходе от 2 А.

Счастливого пути и надежного электропитания!

  • Простейшая диагностика АКБ — тут.
  • Если вам удобнее читать (или смотреть) нас в соцсетях, подписывайтесь на «За рулем» в Instagram, ВКонтакте, Facebook, Youtube, Яндекс.Дзен.
  • Надуть колесо, походную кровать, лодку, мячик, велосипед поможет компрессионная установка. Она легко помещающаяся в багажник и подключается в гнездо прикуривателя.
  • Приезжайте в наш магазин или заказывайте на сайтеавтобоксы, багажники на крышу от лучших мировых и отечественных брендов: THULE, FARAD, INNO, Broomer.