Преобразователь напряжения для автомобиля
Проблема получения в большегрузном автомобиле (КАМАЗ,
МАЗ и др. ) напряжения, необходимого для питания средств связи
(радиостанция) и автоэлектроники (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.
|
Первая группа – это линейные
стабилизаторы напряжения (адаптеры). Суть данного вида стабилизации состоит в том,
что "лишнее" напряжение "остаётся" на регулирующем элементе. При этом ток
который течёт от аккумулятора (Iакк. рис.1) равен току текущему в полезную
нагрузку (Iн.рис.1)А |
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
(адаптора) 50% (а реально и ещё меньше). Попробуем для наглядности подставить живые
цифры. Возьмём ток полезной нагрузки Iн=20Ампер.
Тогда:
Ракк.=Iакк.*Uакк.=20А*28В=560Ватт.
Рн.= Iн.* Uн 20А*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 (адаптеры) 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. В противном случае возможен перегрев
регулирующего элемента, а как следствие, в лучшем случае, срабатывание защиты от перегрева и блокировка работы
до остывания адаптера, а в худшем, его пробой и возможность появления входного
напряжения на выходе. Последствия такой аварии катастрофичны. Выходит из строя вся подключенная к нему аппаратура которая
подчас на порядок дороже самого адаптора. Чтобы не быть голословными, мы провели
испытание такого преобразователя фирмы "EVRO CB" модель ECV810, сделанного на
Филипинах. В технических характеристиках "преобразователя" указан ток 8-10 Ампер.
В ходе испытаний выяснилось: долговременно может поддерживаться ток до 4 Ампер. При этом
температура радиатора достигает 90°C. При выходном токе 5 Ампер он проработал
ровно 13 минут, при токе в 7 Ампер-4 минуты, а ток 10 Ампер возможен всего несколько секунд. После
срабатывания защиты адаптер должен остывать примерно 20 минут, и только после этого он начинает
работать снова. А это был далеко не самый дешевый представитель этого класса адаптеров.
Всё вышеизложенное относится к линейным стабилизаторам (адапторам) напряжения любой мощности независимо
от фирмы и страны изготовителя.
Вторая группа – это импульсные устройства. Принципиальное отличие импульсной схемотехники заключается в том,
что она позволяет получить источники питания с высоким КПД, до 90%, обеспечивая нормальный температурный режим устройства.
В свою очередь импульсные
устройства можно разделить на две подгруппы:
- импульсные стабилизаторы напряжения /КПД до 90%/
- импульсные преобразователи напряжения (блоки питания) /КПД до 80%/
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.
Современная элементная база и схемотехника позволила
создать импульсные преобразователи и стабилизаторы напряжения которые
обеспечивают:
- Долговременный режим работы при максимальном токе нагрузки.
- Автоматическое регулирование выходной мощности (можно не бояться
перегрузок вплоть до короткого замыкания). Система ограничения мощности
сама отследит перегрузку и ограничит выходную мощность до безопасного
уровня.
- За счёт высокого КПД обеспечивается нормальный тепловой режим и как следствие высокая надёжность и малые габариты.
- Мощность потребляемая от аккумулятора лишь на 10-15% больше, чем потребляет нагрузка.
- Наличие гальванической развязки входного и выходного напряжений в преобразователе исключает даже теоретическую
возможность попадания входного напряжения на выход.
Подавляющее большинство торгующих этой группой товаров фирм предлагают
потребителю именно линейные стабилизаторы (адапторы напряжения), в
основном импортного производства. Причины этого выбора очевидны - эти
устройства дешевле импульсных и выглядят довольно внушительно. Но если
попробовать посчитать во что обходится "1 Ампер" при долговременном
режиме работы, то получится что у линейного стабилизатора этот
показатель в 2-3 раза больше. Вывод напрашивается сам собой: если брать
в расчёт соотношение <ЦЕНА-КАЧЕСТВО> импульсные устройства являются несомненными фаворитами. Мало того, к импульсному преобразователю можно
подключить не только радиостанцию но и печку, кипятильник, запальную свечу и т.п. не опасаясь за выход преобразователя из строя.
|