Телевизор, когда нет света
Я постоянно живу за городом, и у нас в поселке периодически отключают свет. И если без большинства электроприборов можно пару часов пережить, то без телика, особенно когда по нему идет футбол, мне лично жить сложно. Решил я эту проблему очень просто. Взял в гараже старый автомобильный аккумулятор емкостью 110 Ач, подсоединил его к сетевому зарядному устройству, которое включил в розетку 220 Вольт. Пока в электросети есть напряжение, зарядное устройство подзаряжает аккумулятор. Поскольку оно автоматическое, то после заряда оно само выключается и следить за ним фактически не надо. Когда выключают свет, к клеммам аккумулятора я подключаю крокодилами автомобильный инвертер 12->220 Вольт, мощностью 400 Вт, а к нему уже, в свою очередь, обычный ЖК-телевизор с экраном 20″. Пока ещё ни разу не выработал заряд аккумулятора полностью, но для точного расчета есть специальная формула, в которой 8,5 надо поделить на потребляемую мощность электроприбора (в Ваттах) и умножить на емкость аккумулятора (в А/ч), и тогда получим время работы в часах. У моего ЖК-телика потребляемая мощность 50 Ватт в час, у холодильника 60 Ватт в час, а у энергосберегающей лампочки около 20 Ватт в час. Так что, если мой аккумулятор все ещё сохранил номинальную емкость, то получается, что телик от него можно смотреть в течение более чем 18-ти часов. Увеличить это время в два, три и даже четыре раза можно, если соединить параллельно соответственно 2, 3 или 4 аккумулятора. Если электричество отключат на неделю и аккумулятор у меня все-таки сядет во время очередного матча, то я заведу машину, подключу инвертор к ней и кину домой удлинитель 🙂
Если вы не настроены, что-то делать своими руками, то в магазине бытовой источник бесперебойного питания на 1000 и даже 3000 Ватт (аккумулятор приобретается отдельно) можно купить за 6—12 тысяч рублей. У меня та же проблема, что и у Кирилла, но, к сожалению, у меня нет машины и, как следствие, всех перечисленных им устройств. Зато на работе выбрасывали старый компьютерный ИБП просто потому, что штатный аккумулятор в нем исчерпал свой ресурс. Штатный аккумулятор в этом ИБП был совсем маленькой емкости, и ни о каких часах работы телевизора от него речи идти не могло. Я разобрал ИБП, выбросил старый аккумулятор и вместо него подключил автомобильный. Отключил также верещалку, которая обычно включалась в нем при пропадании напряжения в сети. Поскольку встроенные розетки в ИБП были сплошь компьютерные, пришлось обрезать один из идущих в комплекте проводов и повесить на него обычную розетку. В итоге у меня дома теперь всегда есть электричество для холодильника и телевизора.
© 2014. Все права защищены.
Публикация материалов сайта разрешена при условии ссылки на Сельская жизнь
Источник
Питание бытовых приборов на 220 Вольт от автомобильного инвертора 12 Вольт
Устройства, выпускаемые для использования в автомобиле (магнитолы, телевизоры, автонасосы и пр.), рассчитаны на питание от 12 В, они обычно снабжены переходниками для подключения к 12 В через гнездо прикуривателя. Как же быть в ситуациях, когда требуется включить обычный бытовой прибор, требующий напряжения 220 В, если поблизости, кроме автомобиля (его аккумулятора), нет никаких источников «электричества»? Не возить же с собой повсюду бензоэлектрогенератор — громоздкий, тяжелый, требует запаса топлива, да и время готовности у него, мягко говоря, не маленькое.
Выручат в этих случаях инверторы — преобразователи энергии, превращающие постоянное напряжение 12 В в переменное 220 В (частотой 50 Гц).
Главное условие для работы автомобильного инвертора — наличие автомобильного аккумулятора достаточной емкости. Инверторы с допустимой мощностью потребителей до 200 Вт подключаются с помощью соответствующего разъема к гнезду прикуривателя автомобиля, более мощные модели (свыше 200 Вт) — непосредственно к клеммам АКБ автомобиля с помощью поставляемого в комплекте кабеля большого сечения с аккумуляторными зажимами на конце.
В «ранних» моделях инверторов мощный генератор напряжения частотой 50 Гц работал на низкочастотный повышающий трансформатор. С вторичной обмотки трансформатора снималось выходное напряжение 220 В. В более поздних моделях высокочастотный генератор (от 20 до 100 кГц) работает уже на импульсный повышающий трансформатор. С выхода трансформатора напряжение выпрямляется, фильтруется и далее уже коммутируется мощными транзисторами с частотой 50 Гц.
Первый тип преобразователя напряжения имеет большие габариты и вес из-за массы низкочастотного трансформатора, но надежен, имеет хорошую перегрузочную способность и ремонтопригодность. Второй — значительно дешевле и легче. Правда, создает ВЧ-наводки и помехи, а ремонтопригодность оставляет желать лучшего. Для подавления помех может потребоваться дополнительный фильтр.
Инверторы также различаются по форме генерируемого переменного напряжения. Многие из них выдают так называемую «модифицированную синусоиду«, скорее напоминающую меандр.
Такие инверторы подойдут для питания большинства обычных бытовых приборов: утюгов, электрических плиток, электроинструмента и т.д.
В качестве примера можно привести линейку преобразователей серии «Car». Их параметры приведены в табл.1
а внешний вид у них такой:
Но существуют бытовые приборы, требовательные к форме напряжения (телевизоры, аудиотехника, приемники, трансиверы и пр.). Для них выпускаются инверторы с синусоидальным выходным напряжением, максимально приближенным по форме к напряжению в бытовой электросети. Конечно, эти инверторы сложнее в производстве и, соответственно, дороже.
Чтобы преобразователь смог обеспечить работу подключаемых приборов, необходимо хотя бы приблизительно рассчитать суммарную нагрузку и выбрать инвертор необходимой мощности. Потребляемую мощность электроприбора обычно маркируют на задней панели или указывают в технической документации. В расчетах следует учесть, что при одновременном подключении нескольких приборов (через тройник или удлинитель) общая потребляемая мощность суммируется.
Бытовые электроприборы по характеру нагрузки можно разделить на две группы.
Первая группа — это приборы, мощность которых практически постоянна. К ним относятся лампы, нагреватели, телевизоры, компьютеры и т.п. Для приборов этой группы можно выбирать инвертор с максимально допустимой мощностью, немного превышающей номинальную мощность приборов.
Вторая группа характеризуется тем, что стартовая нагрузка электроприборов при включении может превышать постоянную нагрузку в несколько раз (холодильники, насосы, электродвигатели и пр.). Современные преобразователи напряжения имеют защиту от перегрузок, которая постоянно срабатывает при включении таких электроприборов, если мощность инвертора выбирается исходя из номинальной мощности нагрузки. Следовательно, для такого оборудования лучше ориентироваться на двойной или даже на тройной запас по мощности инвертора.
Следует учитывать и то обстоятельство, что мощность, указанная на инверторе, — величина весьма приблизительная. Например, купив инвертор «Rovermate Nod 12/220-350» с выходной мощностью 350 Вт, я был уверен, что его вполне хватит не только для питания ноутбука, но и (при необходимости) на освещение лампочкой накаливания (220 В/60 Вт). Но мои надежды не оправдались. Инвертор такую нагрузку «не тянул»: срабатывала внутренняя защита и отключала его. В результате, потребовался инвертор с «нарисованной» (китайскими производителями) мощностью 450 Вт.
Подключение нагрузки к инвертору ведет к разрядке автомобильного аккумулятора, поэтому важно, чтобы инвертор имел функцию автоматического отключения при достижении на входе (клеммах АКБ) минимально допустимого напряжения (10,5±0,5 В).
В табл.2 приведена требуемая емкость автомобильного аккмулятора в зависимости от мощности нагрузки и инвертора.
Время работы электроприбора Т от инвертора, подключенного к аккумулятору, зависит от потребляемой мощности электроприбора, емкости аккумулятора, коэффициента полезного действия инвертора (КПД) и рассчитывается по формуле: Т = 12*С*(КПД/Р) час,
где 12 — напряжение аккумулятора Вольт; С — емкость аккумулятора А-час; Р — мощность нагрузки Вт.
Для приборов, потребляющих постоянную мощность, равную номинальной (обозначенной на них), примерное время работы можно рассчитать по формуле Т=(8,5*С)/Р час,
где С — емкость батареи А-час; Р — мощность подключенных устройств Вт.
Время работы электроинструмента, т.е. приборов, потребляющих номинальную мощность только в момент включения (прикладывания нагрузки), рассчитать сложнее, т.к. обычно процессы сверления, шлифования и пр. довольно кратковременны. Энергии аккумулятора, как правило, хватает на продолжительное время работы. Приблизительная формула для расчета: Т=(17*С)/Р час,
где С — емкость аккумулятора А-час; Р — мощность подключенных устройств, Вт.
Следует помнить еще, что аккумуляторы обладают так называемой «остаточной емкостью». Например, если, используя аккумулятор емкостью 90 А-час, «погонять» газонокосилку мощностью 1 кВт в течение 45 мин, инвертор выключится, поскольку напряжение АКБ «сядет». Но уменьшив нагрузку до 500 Вт (подключив, скажем, дрель), можно поработать ею столько же. Потом можно подключить нагрузку 300 Вт, затем 130, 60, 30 Вт и т.д. Конечно, расходование 100% энергии аккумулятора не рекомендуется, т.к. его ресурс в этом случае сокращается.
При длительном (более 2 час) подключении инвертора с достаточно мощной нагрузкой к аккумулятору (при неработающем двигателе) он заметно разряжается. Для примера, в табл.3 и 4 представлены расчетные значения времени разряда АКБ в зависимости от мощности потребителя энергии (для полностью заряженной АКБ «СТ-55» номинальной емкостью 55 А-час).
При разрядке аккумулятора требуется заводить двигатель (примерно раз в 2 часа) и давать ему поработать на холостом ходу 10… 15 мин. При этом заряд аккумулятора осуществляется от генератора автомобиля током 30…40 А, что систематически делать нежелательно (для сохранения АКБ).
На холостых оборотах двигателя (примерно 750 об/мин) мощность автомобильного генератора составляет 300…550 Вт (ток 20…40 А), при средних оборотах (2000.. .3000 об/мин) — 560.. .1400 Вт, что соответствует при номинальном напряжении (12…14 В) току 40… 100 А. Для собственных нужд двигателя с классической системой зажигания требуется около 60 Вт (ток 4 А), с инжекторной — до 200 Вт (12. ..14 А). На остальных потребителей «зарезервировано» на холостом ходу 140…280 Вт (максимум 20 А). Вот этим «резервом» и может питаться инвертор.
При увеличении оборотов двигателя до 2000 об/мин и выше мощность генератора быстро возрастает, но питать инвертор, постоянно газуя (с перерасходом топлива) — не выход из положения. Такой режим можно рекомендовать только на крайний случай.
Источник
Телевизор для дачи и природы
У нашей семьи есть клочок земли – мы называем его «огородик» — прямо возле аэропорта «Шереметьево». Участок нельзя полностью оформить, мы владеем им на «птичьих правах». Но, так как власти никак не могут придумать, что с этой землёй делать, нас не гонят уже более 15 лет. В отличие от «настоящей» дачи, куда ехать по пробкам минимум два часа, до «огородика» можно добраться из нашей квартиры в Химках за 15 минут. Это очень жирный плюс, так как на этот участок можно приезжать хоть каждый день.
Поэтому мы любим бывать там. Мама выращивает зелень и цветы (разумеется, исключительно для удовольствия), я же просто отдыхаю от городской суеты. На участке есть сарайчик, где можно укрыться от дождя и ветра. Провести электричество нет никакой возможности, да не сильно и надо: вскипятить чайник можно на газу, а для освещения и зарядки мобильников я организовал низковольтную сеть на базе старого автомобильного аккумулятора. Раз в неделю его приходится увозить в город и заряжать.
Как и многие пенсионерки, моя мама очень любит смотреть телесериалы. И поэтому иногда возникает дилемма – ехать на «огородик» или остаться дома. И я подумал, что эта проблема решаема.
У нас есть маленький «кухонный» телевизор LG 22MA53V, который теперь редко используется. И я подумал: почему бы не попробовать подключить его на «огородике»? Телевизор имеет встроенный цифровой декодер формата DVB-T2, уровень сигнала на участке достаточный, чтобы принимать в отличном качестве два десятка каналов на обычную штыревую антенну. Эта модель имеет внешний адаптер питания, но вот только загвоздка в том, что напряжение питания телевизора – 19В. Как же запитать телевизор от аккумулятора со стандартным напряжением 12В? Но выход есть: нужен повышающий преобразователь напряжения. Конечно, можно спроектировать его самостоятельно, но это займёт время, которого всегда не хватает. Но на помощь, как обычно, приходит компания Мастер Кит. В их каталоге был найден преобразователь питания PW842, который должен был идеально подойти для решения моей задачи.
К модулю вернёмся чуть позже, для начала же выясним, реализуема ли эта идея вообще.
Параметры питания приведены на шильдиках телевизора и адаптера.
Я выделил красной рамочкой самую важную для нас информацию, а именно напряжение и ток, необходимый для нормальной работы телевизора: 19В 2.1А (максимум). Также приведена информация о полярности питания в штекере: исходя из пиктограммы, «+» должен быть в центральном гнезде штекера, как чаще всего и бывает. Но цена ошибки может быть очень большой, поэтому надо проверить это мультиметром.
Убеждаемся, что «+» действительно в центре и напряжение на выходе адаптера также близко к заявленным 19В (здесь и далее отклонения напряжения до 5…10% от номинала являются вполне допустимыми, техника спроектирована с учётом таких погрешностей).
Теперь проверим работу телевизора от альтернативного блока питания 19В. Надо проверить реальный потребляемый ток, а также саму возможность такой работы. Например, в блоках питания ноутбуков Dell встроены чипы-идентификаторы. Кроме собственно напряжения, адаптер питания передаёт в ноутбук уникальную кодовую команду, разрешающую включение аппарата; таким образом, работа возможно только совместно с оригинальным блоком питания. Если и разработчики LG пошли этим путём, моя задача сильно бы осложнилась.
Я использовал лабораторный блок питания Mastech с возможностью плавной установки выходного напряжения. Во время настройки у меня не было подходящего разъёма питания, но я нашёл такое решение: «+» питания я подавал в центральное гнездо штекера питания телевизора через игольчатый щуп в виде «скрепки», а «-» питания подключал к металлическому шасси телевизора. Телевизор включился, потребляемый ток составил около 1.15 А. Ни в каких режимах работы (даже на максимальной яркости и громкости звука) ток потребления от напряжения 19В не составил более 1.4А, поэтому штатный блок питания 2А имеет запас мощности. Щуп от мультиметра, воткнутый в антенное гнездо, использовался в качестве антенны (этого достаточно, так как Останкинская башня видна из окна моей квартиры).
Теперь можно строить преобразователь питания из 12В в 19В на основе модуля Мастер Кит PW842.
Модуль поставляется в пластиковом блистере, который надёжно защищает содержимое от превратностей доставки. В комплекте сам преобразователь питания и инструкция. Очень удобно, что инструкции ко всем наборам Мастер Кит доступны на их сайте www.masterkit.ru , так что в случае потери инструкции её всегда можно скачать.
Сам модуль небольшого размера: 60х50х22 мм, и я проверил это советской деревянной линейкой, изготовленной по ГОСТ :). На лицевой стороне платы размещены разъёмы для подключения входного и выходного напряжений, светодиод, индицирующий наличие выходного напряжения, и многооборотный подстроечный резистор для плавной регулировки выходного напряжения. Мощный полевой транзистор и диодная сборка выпрямителя размещены на радиаторах.
Схемы модуля в инструкции и на сайте Мастер Кит не приводится. Я нашёл в сети Интернет очень похожую схему. Не могу гарантировать 100% соответствие, но для понимания принципа работы преобразователя она подойдёт.
Схема теоретически должна выдержать кратковременные замыкания и превышения напряжения, но во избежание выхода её из строя и лишения гарантии на практике лучше это не проверять.
На нижней стороне платы имеется перемычка для установки диапазона входного напряжения: 10-32В (запаяна по умолчанию, именно этот диапазон использовался в моём случае) или 8-16В (при необходимости надо перепаять перемычку).
Для начала проверим работу модуля без нагрузки, на холостом ходу. Подав на вход преобразователя PW842 напряжение 12В, подстроечным резистором я добился напряжения на выходе 19В. На дисплее блока питания видно, что на холостом ходу преобразователь потребляет минимальный ток – 0.02А (20 мА).
Теперь необходимо убедиться, что преобразователь не только повышает напряжение до необходимой величины, но и стабилизирует его. Не трогая больше подстроечный резистор, поднимаем входное напряжение до 17В и убеждаемся, что напряжение на выходе осталось неизменным – 19В.
Важно понимать, что данный преобразователь является повышающим, он не может выдавать напряжение на выходе ниже входного. Если напряжение на входе превысит 19В и составит, например, 22В, то напряжение на выходе будет равно напряжению на входе, то есть те же 22В. Это может вывести подключенное к преобразователю оборудование из строя, помните об этом!
Но на практике при питании от АКБ напряжение на входе не может превысить 14В, поэтому такой ситуации не возникнет.
Я также проверил диапазон регулировки напряжений: при входном напряжении 14В максимальное напряжение на выходе схемы составило 46 Вольт, что даже несколько выше заявленных 45 Вольт. Как и заявлено, схема преобразователя стабильно запускалась от напряжения 10 Вольт, что соответствует напряжению практически полностью разряженной АКБ. Если необходимо запускать преобразователь от напряжения 8 Вольт, потребуется перепаять перемычку на плате преобразователя. Правда, в этом случае входное напряжение не должно превышать 16В.
Теперь, ещё раз убедившись в том, что на выходе модуля выставлено напряжение 19В, подключим преобразователь к телевизору. Для проверки параметров работы преобразователя я использовал два мультиметра (на фото Metex работал в качестве вольтметра, Fluke – как амперметр). Включаем – работает!
Вас может удивить то, что потребляемый ток на входе и выходе схемы отличаются (2.09А и 1.319А, соответственно). Но никакой мистики тут нет, если вспомнить про различие напряжений на входе и выходе схемы. Посчитаем потребляемую преобразователем мощность: 12.3х2.09=25.7 Вт. Теперь узнаем мощность, потребляемую телевизором: 18.97х1.319=25.0 Вт. Всё сходится! Более того, действует закон сохранения энергии, согласно которому мощность на выходе преобразователя не может быть больше потребляемой. В данном случае КПД схемы преобразователя примерно равен (25/25.7)*100=96%. Что-то даже очень много, обычно КПД подобных схем не превышает 90%. Вероятно, в моих измерениях имеются погрешности, но в данном случае это не важно.
На всякий случай я убедился в стабильности работы системы при превышении входного напряжения до 18.4В (на практике при питании от АКБ, конечно, такой ситуации не случится).
Система работала около часа, периодически я проверял все параметры. После часа работы я измерил пирометром температуру компонентов схемы: она не превышала 43С при температуре в комнате 23С. Температура радиатора в норме, дополнительное охлаждение не требуется.
Но при необходимости можно организовать активное охлаждение схемы. На нижней стороне платы имеются контактные площадки для установки напряжения внешнего вентилятора:
— если замкнуть каплей припоя левую и центральную по рис.7. площадки, то подаваемое на кулер напряжение будет равно выходному напряжению (в данном случае – 19В);
— при замыкании правой и центральной площадок напряжение на контактах «FAN» будет равно входному напряжению (в данном случае – 12В, что предпочтительнее, так как соответствует рабочему напряжению большинства кулеров).
В качестве вентилятора удобно использовать малогабаритный компьютерный кулер напряжением 12В. По опыту работу с преобразователем, применение кулера целесообразно при нагреве радиаторов модуля выше 60С. Такая температура достигается при мощности преобразования выше 40Вт.
Напомню, что в наших экспериментах при входном напряжении 12В и токе потребления 2А потребляемая мощность составила около 24 Вт. Температура радиаторов при этом после часа прогрева не превышала 43С. Поэтому в данном случае можно отказаться от активного охлаждения. Однако в каждом конкретном случае решение о необходимости применения активного обдува схемы надо принимать индивидуально. Например, в случае размещения модуля в корпусе его охлаждение ухудшится, поэтому даже при небольшой мощности преобразования (как в данном случае), возможно, будет целесообразно дополнить схему кулером.
Итак, работа преобразователя проверена. В дальнейшем, чтобы придать преобразователю законченный вид, его можно разместить в корпусе. Я этого пока не делал, но в теории подойдёт корпус Мастер Кит BOX-KA12.
Возможно, подойдут и другие варианты корпуса (в ассортименте Мастер Кит их несколько десятков), но не стоит пытаться «впихнуть» преобразователь в самый маленький корпус: в таком случае резко ухудшится температурный режим модуля. В корпусе желательно просверлить несколько вентиляционных отверстий. Если будет необходимо, разместите в корпусе миниатюрный кулер для обдува преобразователя.
Штекер питания для подключения к моему телевизору имеет такие параметры: внешний диаметр – 6 мм, внутренний диаметр – 4.2 мм, с центральной иглой-контактом. Скорее всего, подойдёт такой штекер артикул 3-248 из каталога Чип и Дип.
Преобразователь со штекером питания телевизора и входными клеммами соединяется любыми гибкими проводами, способными пропускать ток не менее 2 Ампер.
В качестве аккумулятора можно использовать старый автомобильный аккумулятор, который мог потерять способность отдавать необходимый для запуска стартера высокий ток в десятки ампер, но вполне годный для работы под небольшой постоянной нагрузкой. «Крокодилы» для подключения к аккумулятору 12В можно приобрести в любом автомагазине.
На этом пока всё. Хочу отметить, что таким же образом можно организовать питание от батареи 12В или бортовой автомобильной сети 14В ноутбуков и мониторов, многие из которых имеют штатное напряжение питания 19В. Поэтому надеюсь, что эта статья о моём опыте применения преобразователя питания PW842 будет полезна многим радиолюбителям и «самоделкиным».
Источник