Обычная розетка для автомобиля
Как получить 220 вольт в автомобиле
Количество электрических и электронных приборов, потребность в которых возникает у человека ежедневно, постоянно растет. Достаточно вспомнить несколько наиболее распространенных: бритва, смартфон, ноутбук, фотокамера.
Некоторые из них имеют встроенные аккумуляторы небольшой мощности и могут быть заряжены от тока небольшого напряжения. Для них производитель, как правило, предусматривает зарядное устройство, работающее от разъема автомобильного прикуривателя. Однако есть и такие, которые могут работать только от бытовой сети, так как потребляют при зарядке аккумулятора достаточно большой ток. К таким приборам относится, к примеру, большая часть ноутбуков.
Кроме того, многие бытовые приборы, которые могут понадобиться в дальнем путешествии, могут работать только от бытовой сети с переменным стабилизированным напряжением 220 вольт и частотой 50 герц.
Инвертор, подключенный к бортовой сети, по сути, дает возможность иметь в машине обычную бытовую розетку
Жесткие требования к электросети обусловлены, как правило, наличием электрических компонентов, таких как насосы или компрессоры, которые просто не могут работать с электричеством плохого качества и быстро выходят из строя. Поэтому для подключения к бортовой сети автомобиля для них требуется прибор, который не только преобразует 12 вольт в 220, но и выдает на выходе ток, соответствующий ряду параметров.
Электрическая прикуриватель был изобретен и запатентован в начале 1880-х годов немецким изобретателем. Фридрих Вильгельм Шиндлер [де] . [ нужна цитата ] В 1890-х эти инструменты продавались как электрические зажигалки для сигар (Cigarrenanzünder), а позже как Зигарренанцюндер в основных каталогах немецких складов. [ нужна цитата ] Вероятно, в 1920-х годах их переименовали в «зажигалки», так как сигареты по продажам обогнали сигары.
В 1921 году Моррис Патент США 1376154 выпускалась так называемая «беспроводная» или «беспроводная» зажигалка со съемным элементом. Воспламенитель нагревали в гнезде, а затем вручную извлекали для использования через соответствующий промежуток времени. [2]
В Соединенных Штатах зажигалки для сигарет стали использоваться в качестве стандартного оборудования автомобилей в 1925–1926 годах. [3]
В 1928 году компания Connecticut Automotive Specialty Company (Casco) в Бриджпорт запатентованный его версия автомобильного прикуривателя, в котором использовались шнур и катушка. [4] В зажигалках катушечного типа блок воспламенителя был соединен с источником тока с помощью кабеля, намотанного на пружинный барабан, так что блок воспламенителя и кабель можно было вынуть из гнезда и использовать для зажигания сигары или сигареты. Когда съемную вилку возвращали в розетку, провода снова наматывали в нее. Цепь замыкалась либо нажатием кнопки, либо выниманием воспламенителя из гнезда. [2]
Современная «автоматическая» съемная автомобильная зажигалка V-Coil была разработана Casco в 1956 году. [4] за что получил Патент США 2,959,664 , выпущенный в 1960 году.
Использует
Более легкий
Зажигалка представляет собой металлический или пластиковый цилиндр, содержащий тонкую плоскую катушку нихром металлическая полоса, по которой большой ток (≈10 амперы) проходит, когда устройство активируется, обычно путем вставки его в сокет, как если бы оно было нажать кнопку. При вдавливании зажигалка удерживается против силы пружины зажимом, прикрепленным к биметаллическая полоса. [6] В нагревательный элемент светится оранжевым горячим за секунды, в результате чего биметаллическая полоса изгибается и освобождает механизм, а ручка выскакивает наружу, избавляя пользователя от необходимости рассчитывать время операции нагрева. Если затем быстро вынуть зажигалку из гнезда, она может зажечь сигарету, сигару или Трут.
Общей чертой итальянских автомобилей 1960-1970-х годов, таких как Alfa Romeos и Ferraris, является прикуриватель Brico Pram, который отличается от обычных конструкций тем, что прикуриватель не выскакивает, чтобы его можно было вынуть, чтобы зажечь сигарету, хотя он визуально напоминает В традиционной конструкции вместо этого в центре зажигалки имеется коническое отверстие, через которое пользователь может вставить сигарету, пока она не коснется нагревательного элемента, затем прижимается край ручки, чтобы активировать зажигалку, затем нагревательный элемент зажигает сигарету и отключает цепь со звуковым сигналом при достижении желаемой температуры, как в обычной зажигалке. Преимущество такой конструкции заключается в безопасности, поскольку раскаленный нагревательный элемент нельзя случайно уронить на колени пассажира, но он лишает возможности вынуть зажигалку для использования розетки в качестве розетки, а также не позволяет зажигать сигары, так как отверстие недостаточно велико.
Электрическая розетка
В более новых автомобилях розетка оснащена пластиковой крышкой без нагревательного элемента прикуривателя. [7] Однако розетка была перепрофилирована и продолжает использоваться для питания. бытовая электроника в транспортных средствах. [8] Часто для удобства в автомобиле может быть несколько розеток, некоторые из которых расположены в задней части салона автомобиля или даже в грузовом отсеке, для питания портативных устройств. Эти розетки обычно имеют прикрепленную к ним пластиковую заглушку и обычно маркируются как предназначенные только для питания постоянного тока, поскольку они не предназначены для выдерживания тепла, выделяемого электрической зажигалкой.
Использование розеток прикуривателя для подачи питания 12 В постоянного тока является примером Обратная совместимость к стандарт де-факто. В качестве разъема питания более крупная розетка больше, сложнее в использовании и менее надежна, чем другие разъемы постоянного тока. [ нужна цитата ] . Гнезда для прикуривателя широко используются во многих транспортных средствах и некоторых лодках. Розетки для переносных прикуривателей, прикрепленные к кабелям и зажимы из кожи аллигатора для подключения непосредственно к автомобильные аккумуляторы доступны во временное пользование. В более новых автомобилях один или несколько Разъемы USB также могут быть предоставлены.
Стандартные автомобильные вилки на 12 В постоянного тока определены в США: UL Стандарт 2089 относительно транспортного средства аккумулятор переходники. Этот стандарт распространяется на вилки и комплекты шнуров, которые вставляются в розетки прикуривателя. В Европе вилки и розетки на 12 В специально не регулируются и не требуют разрешений для Знак CE. [ нужна цитата ]
Штекер иногда используется для подачи питания в автомобиль для подзарядки аккумулятора, потому что обычно нет регулирующих цепей между розеткой и автомобильный аккумулятор. Например, портативные специалисты по обслуживанию солнечных батарей обычно подключаются к аккумуляторной батарее транспортного средства таким образом. Капельные зарядные устройства также иногда подключаются таким образом, что устраняет необходимость оставлять капот автомобиля открытым, а также исключает возможность обратной полярности. Большинство автомобилей в настоящее время спроектированы с системой заземления с отрицательной полярностью аккумулятора и, следовательно, имеют положительное распределение мощности +12 В. В этом случае центральный штырь вилки / розетки будет + 12В постоянного тока, а внешний корпус 0В. Хотя полярность не является проблемой для прикуривателя, разумно проверять правильное соответствие полярностей при подключении других видов аксессуаров. В некоторых моделях розетка прикуривателя не запитывается, когда ключ зажигания вынут и зарядка невозможна.
Поскольку гнездо прикуривателя изначально предназначалось только для нагрева прикуривателя, использование этих гнезд в качестве обычных разъемов питания может привести ко многим проблемам. Помимо проблем с частично совместимыми физическими размерами, вилки могут вылетать из розетки при нормальных условиях движения из-за плохого удержания. Также были сообщения о расплавленных концах свечей из-за плохого контакта и тепловыделения от омическое сопротивление. [9]
Вторая проблема заключается в том, что номинальная «двенадцатавольтная» мощность в автомобилях сильно колеблется. Розетка подключается непосредственно к электросети автомобиля. Фактическое напряжение, соответствующее автомобильный аккумуляторнапряжение будет составлять примерно 12,5 вольт в спящем режиме (меньше в холодных условиях), примерно 14,5 вольт при работе двигателя и генератора / генератора (больше в холодном состоянии) и может кратковременно упасть до 5–6 вольт во время работы двигателя. запускается из-за временного использования большого тока батареи. [10] При использовании Преобразователи постоянного тока в постоянный обычно компенсирует небольшие колебания, но надежное питание может быть недоступно без автономного батарейного питания. бесперебойный источник питания.
В редких случаях могут возникать более экстремальные случаи колебания напряжения, когда автомобильный аккумулятор отключается при работающем двигателе или когда автомобиль получает толчок. Когда аккумулятор отключается во время работы двигателя, его эффект сглаживания напряжения (аналогично конденсаторы) недоступен, а дамп загрузки переходный процесс может вызывать очень высокое напряжение, так как встроенный регулятор напряжения управлял током возбуждения генератора переменного тока для зарядки аккумуляторной батареи транспортного средства, и хотя он будет пытаться уменьшить ток возбуждения, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение, обмотка возбуждения имеет высокую индуктивность, и установка нового значения тока занимает несколько сотен миллисекунд, в течение которых выходное напряжение генератора превысит заданное значение. Переходный процесс сброса нагрузки также может испортить диоды в генератор за счет превышения их напряжения пробоя. Автомобиль, запускаемый от внешнего источника с грузовика, может иметь электрическую систему 24 В, используемую в некоторых транспортных средствах. [11] Кроме того, некоторые водители эвакуаторов в холодном климате выполняют «двойной запуск от аккумулятора». [12]
Оборудование, предназначенное для питания от розетки, должно учитывать прерывистый контакт и напряжения, выходящие за пределы номинального значения. 12 В постоянного тока , например максимальное напряжение 9–16 В непрерывно или максимальное напряжение 20 В прочный 1 час , 24 В прочный 1 минута , и 40 В прочный 400 мс . [13] Примером допуска номинальных характеристик компонентов защиты является +50 к −60 В постоянного тока . [14] Прочное оборудование должно выдерживать температуры от -40 до +85 ° C (от -40 до 185 ° F), а также возможную высокую влажность и конденсацию воды. [13]
