Meniče napätia - základné informácie

OBSAH:

1. Čo je menič napätia
2. Použitie
3. Rozdelenie
4. Ochranné mechanizmy
5. Účinnosť meničov
6. Meniče napätia s funkciou UPS
7. Batérie vhodné pre použitie s meničmi napätia
8. Pripojenie meniča k batérii
9. Bezpečnosť pri používaní meničov
10. Výber vhodného meniča napätia - zhrnutie

Čo je menič napätia

Menič napätia je striedač, ktorý z jednosmerného napätia akumulátora 12V alebo 24V "urobí" striedavé napätie 230V, podobné ako máte doma v zásuvke. Takéto meniče sa nazývajú tiež invertory napätia.

Meniče však môžu meniť napätie aj opačným smerom, teda zo striedavých 230V na jednosmerné napätie 12V alebo 24V. Tieto meniče sa nazývajú tiež konvertory napätia.

U nás menej rozšírené meniče napätia sú meniče z 110V na 230V a naopak, využiteľné pre  napájanie spotrebičov dovezených z USA apod., kde je sieťové napätie práve 110V.

Použitie meničov napätia

Tak ako neustále pribúdajú stále nové elektronické zariadenia, tak sa rozširujú aj možnosti použitia meničov napätia. Napríklad ak chcete používať notebook napájaný adaptérom na 230V v automobile, kde je palubné napätie len 12V prípadne 24V. Alebo ste na dovolenke autom a chcete si urobiť svoju obľúbenú kávu v rýchlovarnej kanvici. S vhodným meničom napätia to nie je žiaden problém.

Príkladov použitia môžu byť stovky, ale tu Vám ponúkame stručný prehľad najbežnejších prípadov:

• osobné autá/nákladné autá
• člny, lode, plachetnice
• solárne zariadenia, malé veterné elektrárne
• kemping, obytné automobily
• chaty, záhrady, voľný čas  

Rozdelenie meničov napätia

Základné rozdelenie meničov napätia je podľa ich výkonu a podľa tvaru výstupného napätia.

Rozdelenie meničov podľa tvaru výstupného napätia

Výstupné napätie dodávané meničom môže mať tvar čistej alebo modifikovanej sínusoidy

Meniče s modifikovanou sínusoidou

tento typ meniča produkuje výstupné napätie, ktoré nemá tvar hladkej sínusoidy, ale ide hranatejší priebeh, ktorý je modifikovaný (upravovaný) tak, aby sa aspoň zhruba na sínusoidu podobal, pretože čistá sínusoida je pre elektroniku ideálna. Ich výhodou je oveľa nižšia cena a fakt, že zariadeniam ako notebook, DVD prehrávač, stolná lampa, tlačiarne, nabíjačky na mobilné telefóny a pod, modifikovaná sínusoida neprekáža.

Meniče v čistou sínosuidou

tento typ meničov má výstupné napätie tvaru dokonalej sínusoidy a preto je vhodný pre použitie s citlivou elektronikou a presnými elektronickými zariadeniami ako napr. meracie prístroje, rádiostanice a prístroje  používané v medicíne a labolatóriach. Takéto meniče napätia sú však výrazne drahšie ako meniče s modifikovanou sínusoidou, ale na druhej strane odpadajú problémy, ktoré môžu nastať u meničov s modifikovanou sínusoidou.

Rozdelenie meničov vzhľadom na výstupný výkon

U meničov sú najčastejšie uvádzané dva typy výkonov a to špičkový (maximálny) a trvalý.

Ako už z názvu vyplýva, trvalý výkon je maximálny výkon, ktorý je možné odoberať "trvalo" až niekoľko hodín. Pokiaľ však  potrebujete z nejakého dôvodu napájať zariadenie nonstop, potom  menič nadimenzujte zhruba dvojnásobne voči príkonu pripojeného zariadenia. Príkon zariadenia zistíte na štítku výrobku.

Príklad:

Chcete z autobatérie  napájať notebook, ktorý má na štítku príkon 75W, tak použite menič s výkonom 150W. 

Špičkový výkon je výkon, ktorý je schopný menič dodávať, ale len po dobu niekoľkých milisekúnd. Tento typ výkonu je dôležitý pri zariadeniach, ktoré majú v dobe spustenia vyšší príkon, ale napäťová špička je veľmi krátka. Pozor však na motory a čerpadlá, kde je potrebný príkon na ich rozbeh až 8 násobne vyšší ako je na štítku  a doba rozbehu relatívne dlhá, takže ani špičkový výkon nie je postačujúci.

Ochranné mechanizmy meničov napätia

Teplotná ochrana -  táto ochrana vypne menič, keď jeho teplota prekročí povolenú hodnotu. Pri jej poklese sa menič automaticky zapne.

Prepäťová ochrana - pripojené indukčné zariadenia ako napr. motory sa po vypnutí na krátky čas  správajú ako zdroj napätia, ktorý pôsobý na výstup už vypnutého meniča. Spotrebič sa tak na krátku  dobu stane zdrojom napätia, čo by mohlo menič zničiť.

Ochrana proti prepólovaniu vstupu - táto ochrana kontroluje, či nie sú pripojovacie káble prepólované, tzn. že + batérie je pripojený na - pól meniča a opačne.

Ochrana proti skratu na výstupe - chráni menič proti prípadnému spojeniu výstupných svoriek (skratu).

Indikácia slabej batérie - pri poklese napätia napájacej batérie pod hranicu 10,5V zaznie zvukové upozornenie. Ochrana podobná ochrane proti hlbokému vybitiu, kde však navyše dôjde aj k automatickému odpojeniu.

Ochrana porti hlbokému vybitiu akumulátora - hlboké vybitie je stav akumulátora, keď je batéria úplne vybitá niekoľko dní. Takáto batéria je zväčša nenávratne poškodená. Práve tomuto stavu zabraňuje ochrana, ktorá priebežne monitoruje napätie napájacieho akukmulátora a v prípade poklesu napätia pod 10,5V  (pri 12V akumulátoroch)  a 21V pri (24V akumulátoroch) sa automaticky menič odpojí od akumulátora

Prehriatie - pri meničoch s nižším výkonom je potrebné kvalitné pasívne chladenie cez obal vyrobený z hliníkového profilu. Pri meničoch z vyššími výkonmi je potrebné aj aktívne chladenie tj. chladenie ventilátorom. Zabudovaný ventilátor sa potom zapne, keď je prekročená určitá teplotná hranica.

Ochrana proti vysokému napätiu na vstupe - táto ochrana odpojí vstup meniča v prípade, že je detekované vyššie vstupné napätie ako je prípustné. Pri 12V meničoch je to zhruba napätie 16V a pri 24V meničoch cca 32V napätie.

Účinnosť meničov napätia

Účinnosť súčasných kvalitných meničov  je zhruba   85-90%. To znamená, že zvyšných 10-15%  spotrebuje samotný menič premenou elektrickej energie na teplo v dôsledku zahrievania súčiastok. Aj s tohto dôvodu je rozumnejšie kupovať "väčšie" meniče než je odoberaný výkon. Viac sa bude zahrievať 150W menič zaťažovaný na 80-90% výkonu ako 300W na 40-45% pri rovnakom odbere. 

Meniče napätia s funkciou UPS

UPS je skratka pre Uninterruptible Power Supply (neprerušiteľný zdroj napájania). Tento druh meničov má prídavný elektronický obvod, ktorý zabezpečí automatické prepnutie napájania z elektrickej siete  na napájanie z akumulátora v prípade výpadku elektrickej siete. Meniče zároveň obsahujú aj automatickú nabíjačku, ktorá za normálnej prevádzky meniča, dobíja pripojený akumulátor aby bol  vždy plne nabitý.

 Schéma zapojenia:

Batérie vhodné pre použitie s meničmi napätia

Ako  vstupný  zdroj  napätia  pre meniče je možné použitiť štartovacie alebo  VRLA akumulátory. Závisí od konkrétneho použitia. Viac o VRLA  akumulátoroch saKLIKNI

Pripojenie meniča k batérii

Meniče napätie s nižšími výkonmi cca do 300W majú dodávaný kábel s konektorom do autozapaľovača. Meniče v vyššími trvalými výkonmi ako 300W bývajú  dodávané navyše/iba s káblom ukončeným krokosvorkami, kvôli tomu, že elektrické vedenie v automobile nie je stavané na takéto odbery.  Meniče je potom potrebné pripojiť krokosvorkami priamo na kontakty autobatérie.  Meniče s veľmi  vysokými   výkonmi nemajú krokosvorky, ale očká pre pripojenie k autobatérií priskrutkovaním. 

Bezpečnosť pri používaní meničov

Pri meničoch z 12V na 230V si je potrebné uvedomiť, že bezpečné napätie sa nachádza pred meničom a na jeho výstupoch už je napätie 230V ako máte v zásuvke a  je schopný  dodať prúd  v  rádovo  desiatkách ampérov. Už desatiny  ampéra   môžu  byť  smrteľné,  preto je potrebné dodržiavať a riadiť sa bezpečnostnými pokynmi v návode.

Výber vhodného meniča napätia - zhrnutie

 Výkon meniča.

Poznámka: Príkon konktrétneho zariadenia nájdete na štítku  na jeho obale alebo v návode. Býva  označený písmenom W (Watt). Tento príkon potom vynásobte podľa tabuľky vyššie a  výsledná hodnota udáva potrebný výkon meniča.

 Typ sínusoidy: ak nepotrebujete napájať citlivé meracie prístroje, úplne Vám budú stačiť meniče s modifikovanou sínusoidou.

 Ochrany: menič musí ma aspoň základné ochrany ako proti preťaženiu, prepätiu a vysokej teplote. Samozrejme, čím viac ochranných prvkov, tým lepšie.

Zdroj: invertershop.com, wikipedia, deramax.cz