К данному классу устройств наше издание обращается, пожалуй, впервые — настолько неоднозначно оценивается роль преобразователей DC/AC в современной «компьютерной» жизни. И если бы не довелось столкнуться с проблемой, возникшей при организации «полевого» семинара, когда отсутствие электроэнергии чуть не сорвало презентацию, где использовался небольшой мультимедийный проектор (требующий 90-240В AC), мы бы и далее относили инверторы к числу бытовых приборов для «дачников-огородников»:
Для начала напомним о том, что такое инвертор. Это электронное устройство, преобразующее постоянное напряжение (DC) аккумуляторной батареи или другого источника в переменное (АС) с частотой 50Hz и напряжением 220В. В классическом представлении инвертор способен выполнять только одну функцию, например конвертировать 12В DC в 220В AC. Совместно с ним несложно использовать любой автомобиль как электростанцию на колесах для снабжения электроэнергией различных видов электронного оборудования, причем длительное время (оно зависит, конечно, от нагрузки и емкости аккумуляторов) двигатель можно не включать. Очевидно, что такой преобразователь значительно дешевле, компактнее и легче мини-электростанции.
В мире производится широкий набор инверторов разной мощности, возможности которых в зависимости от конкретного назначения выходят за рамки данного выше определения. Так, у устройств, предназначенных для применения в составе системы альтернативного энергоснабжения, он становится центральным звеном и обязан правильно и с минимальными потерями накапливать «грязную» электроэнергию от источника (от солнечных элементов или ветрогенератора) на батарее аккумуляторов. Дополнительными функциями должен обладать и инвертор, используемый в составе автономных источников бесперебойного питания дома (если в сети есть 220 В- он просто пропускает «сквозь себя» ток, при необходимости подзаряжая аккумуляторы. Если же напряжение пропало- начинает генерировать его от аккумуляторов). Задача этой группы резервных инверторов сходна с предназначением обычных резервных ИБП- мгновенно обеспечить питание критических нагрузок при неполадках в сети. И если говорить об основных отличиях между ними, то это прежде всего умение заряжать внешнюю батарею большими токами, а также продолжительность времени работы от АКБ- у инверторов в зависимости от емкости подключаемых батарей оно может измеряться часами!
Powercom ICH-550
Максимальная мощность (полная/активная) 550ВА/330Вт
Диапазон входных напряжений без переключения на батарею 170-280 (Narrow); 90-280 (Wide) В
Выходное напряжение
(DC to AC) 220В+10%
Паспортный КПД:
в режиме транзита (AC to AC)
> 95 %
при работе от батарей (DC to AC) > 80%
Заявленное типовое время переключения на батарею и обратно не более 7 мс
Индикация
светодиодная, звуковая
Защита от перегрузки, короткого замыкания, перегрева
Диапазон допустимых напряжений на DC-входе 10,9-14,5В
Заряд
током до 8 А с защитой от перезаряда (14,5В)
Масса 1,6 кг
Габариты 123x136x102 мм
Диапазон рабочих температур/влажности
0-40 C°/ 0-95%
Рекомендованная цена $68
Предоставлен
Powercom, тел.: (044) 536-0094
Хорошее соотношение цена/качество
Невозможность программирования тока заряда батареи
Интересное устройство с широким диапазоном применений
Уместен еще один практический пример применения- небольшая офисная АТС в неоснащенной централизованной системой гарантированного элект-ропитания компании, бизнес которой базируется на обработке телефонных звонков. Потребляет она в среднем 75-150Вт, однако ее функционирование должно обеспечиваться и при длительном перерыве в энергоснабжении, т.е. после того, как обычные ИБП, отработав свои единицы-десятки минут, уже перестанут и «попискивать». В этом случае устройство, подобное Powercom ICH-550, в буквальном смысле- панацея для спасения бизнес-процесса, пусть и ведущегося в несколько аварийном «бумажном» режиме.
Однако перейдем к описанию ICH-550. Схемотехнически модель выполнена по принципу высокочастотного преобразования, что позволило существенно сократить ее массогабаритные показатели. Зарядка внешней АКБ производится импульсами, форма напряжения на выходе в режиме работы от батареи- аппроксимированная синусоида. Переход на нее в зависимости от положения переключателя на задней панели может осуществляться при выходе напряжения питания за диапазон 170-280 либо 90-280В.
Данное устройство по внешнему виду и обозначениям индикаторов режимов также очень напоминает стандартный ИБП. Однако на его задней панели под легкосъемной защитной крышкой находятся мощные болтовые клеммы для подсоединения внеш-ней батареи.
Вообще говоря, автомобильная стартерная батарея не лучшим образом подходит для совместной работы с инвертором: если ее использовать в режиме глубокой разрядки, она вскоре придет в негодность. В штатном режиме только малая доля ее энергии используется при запуске мотора, после чего быстро перезаряжается работающим двигателем. Поэтому к достоинствам данного инвертора следует отнести достаточно строгое слежение за остаточным напряжением на батарее- система отключалась при достижении 10,88-10,91В. Кроме того, следует обратить внимание на то, что полностью герметичные автомобильные АКБ на отечественном рынке редкость, а значит, нежелательно размещать их в жилом помещении из-за возможных вредных испарений. По этой причине для получения достаточной мощности нами была составлена — батарея из четырех стандартныхгерметичных АКБ емкостью 12В / 7,2 Ач, соединенных параллельно.
Нелишним будет напомнить о том, что при подобной схеме перед соединением аккумуляторов необходимо выравнять на них напряжение (например, подзарядив), а также о недопустимости использования батарей неодинаковых емкостей и разных производителей. Кроме того, следует обратить внимание на соотношение длин проводников (желательно сделать их максимально короче) и их сечений (выбирать по возможности большие), добившись устойчивых, с низким сопротивлением, контактов на всех элементах низковольтной части системы.
 |
| На задней панели под легкосъемной защитной крышкой находятся мощные болтовые клеммы для подсоединения внешней батареи |
При расчете времени автономной работы следует учитывать два обстоятельства: во-первых, автомобильные батареи обычно оцениваются по току запуска в амперах. Это нерелевантная оценка, неадекватная для режима длительного разряда. Во-вторых, практическая емкость большинства типов батарей уменьшается при увеличении силы потребляемого от нее тока. Например, батарея c номиналом 100 Ач, которая может отдавать 5А в течение 20 ч, будет поставлять 20А только 4 ч, имея фактическую емкость 80 Ач. Определять данное значение лучше всего по разрядным характеристикам, приводимым производителем. Выполнив такие подсчеты (с учетом КПД инвертора- 0,8 и рабочей температуры батареи), не придется задаваться вопросом, куда из полутора расчетных часов «делись» еще почти 15 мин. Продолжительность работы от заряженных батарей при мощности 200 Вт совпала с откло-нением порядка -15%, а при -нагрузке в 275 Вт- оказалась меньше расчетной лишь на 7%. При увеличении мощности активной нагрузки свыше 325Вт устройство сообщало сигналом о превышении порога и отключалось приблизительно через 30с, а при 375Вт- немедленно. Отметим, что в разных режимах тестирования нами не было отмечено перегрева инвертора. Достигается это благодаря применению в нем втяжного вентилятора, который включался не только в режиме разряда, но и периодически в процессе заряда батареи (в том числе и в подключенном к сети, но выключенном с панели состоянии). Это связано с достаточно большими (по меркам персональных ИБП) токами- в нашем случае порядка 5А. Имеется в ICH-550 и система защиты от перезаряда АКБ. Кроме того, применены стандартные для подобных устройств элементы защиты от короткого замыкания и несложные цепи фильтрации.
И в заключение дадим ответ на возможный вопрос, почему бы не использовать вместо инвертора обычный ИБП, к которому подключена «батарея от трактора "Беларусь"»? Ответ содержится в самом вопросе- именно под штатную АКБ с конкретными параметрами производитель оптимизировал свое устройство. Причем чем «интеллектуальнее» ИБП, тем больший вред заключается в подобном «кулибинстве»: либо внешняя батарея не будет успевать зарядиться до конца, что приведет к ее скорой погибели, либо сгорят цепи заряда, либо просто источник выйдет из строя из-за перегрева уже на первых часах работы. О таких «мелочах», как несоответствие режима зарядки аккумулятора, невозможность правильно определить остаточное время работы, или о прекращении гарантии на ИБП можно было бы и не упоминать. И, судя по многочисленным письмам читателей, после ряда не совсем удачных экспериментов, как правило, следует вопрос о том, что можно использовать для решения подобных задач вместо ИБП. Надеемся, что частично мы на него данным материалом уже ответили.