Автомобильный инвертор из ИБП
2024-01-17
Компьютерный бесперебойник соединяет в себе два устройства - инвертор 12-220В и зарядное для АКБ. Многие используют источники бесперебойного питания(ИБП) в качестве резервного питания бытовых приборов, так же они успешно используются в для получения 220В в авто.
Однако просто выкинуть аккумулятор и подключить ИБП в прикуриватель не получится.
![Переделка ИБП в инвертор](/images/invertor_iz_ipb/1.webp)
![Инвертор из ИБП](/images/invertor_iz_ipb/2.webp)
![Розетка в бесперебойнике](/images/invertor_iz_ipb/4.webp)
![Самодельный инвертор из бесперебойника](/images/invertor_iz_ipb/3.webp)
![Простая переделка бесперебойника](/images/invertor_iz_ipb/5.webp)
Я видел много вариантов переделок ИБП в инвертор, обычно они заключаются в том, что на корпус бесперебойника устанавливается розетка и выводятся толстые провода для подключения к сети авто или к мощной батарее. Но это было бы слишком просто и не интересно, поэтому я решил оформить бесперебойник Ippon в корпус от компьютерного блока питания.
![Внутренности ИБП Ippon](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231020_112009.webp)
![Трансформатор ИБ Ippon](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231020_112037.webp)
Плата не влазит в корпус
Первая проблема с которую придется решить - плата бесперебойника никак не помещается в корпусе ATX, зато трансформатор помещается отлично, и занимает почти половину места.
--- фото трансформатора в коробке --- фотоплаты нет такогоХорошо бы плату сложить пополам и тогда она поместится. Посередине платы есть отличное место где ее можно разделить на две части. Но в этом месте нам будет мешать разъем CH03 и диод D13. В общем, диод выпаиваем, убираем пластмассовый разъем и пилим плату на две части, аккуратно обходя другие элементы, чтобы их не повредить.
![Разрезать плату пополам](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231020_112312_2.webp)
![Разрезаная плата ИБП](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231020_121246.webp)
Теперь у меня получилось две части платы, но оказалось что одна из них все еще длинная, и я решил отрезать от нее лишнюю часть: ту которая с разъемами COM и USB. Но отрезал так, чтобы можно было ими в будущем воспользоваться(хотя уверен, что это никогда не понадобится). Места разреза нужно подточить надфилем и осмотреть чтобы дорожки не были замкнуты.
![Нужно еще отрезать часть платы с разъемами](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231020_132156.webp)
Теперь начинается самое интересное и скучное - надо соединить разделенные платы. Сделал это я при помощи проводов и шлейфа от IDE диска. Если с силовыми дорожками все понятно, то для шлейфа нужно подготовить схему соединений.
![Разметка платы для соединения шлейфом левая](/images/invertor_iz_ipb/shleyf 1.webp)
![Разметка платы для соединения шлейфом правая](/images/invertor_iz_ipb/shleyf 2.webp)
Соединять платы шлейфом нужно очень внимательно, т.к. если припаять что-то не туда, то бесперебойник просто не включится.
Когда все соединения завершены не забываем припаять диод D13(его тоже лучше соединять проводом).
![Соединяем силовые части](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231020_151114.webp)
![Соединяем платы шлейфами](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231020_163031.webp)
![Плата инвертора в сложенном виде](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231020_164306.webp)
![Плата инвертора в сложенном виде с другой стороны](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231020_165646.webp)
Настройка
Настраивать особенно нечего, но как минимум нужно убрать пищалку, и выключить Green Mode.
Пищалку просто выпаиваем, а вот для отключения "зеленого режима" нужно посмотреть на плату ИБП.
В моем бесперебойнике, на плате, нарисованы таблицы настроек. Режимом green управляет резистор R15A. Если он установлен, то режим включен, если отсутствует - выключен.
![Отключение green режима ИБП и прочие обозначения](/images/invertor_iz_ipb/modes.webp)
Green Mode - зеленый режим, при котором бесперебойник выключается при нагрузке менее чем 7% от максимальной мощности ИБП через некоторое время для экономии батареи. Его желательно отключить.
Кроме того, к этого ИБП есть еще настройки вкл\выкл AVR, режим работы STD\GEN\STEP, выбор мощности, и выбор входного напряжения. На работу ИБП в качестве инвертора не влияют(кроме мощности).
AVR - бесперебойник работает еще и как стабилизатор напряжения.
STD - обычный режим работы.
GEN - по идее бесперебойник сможет работать от генератора.
STEP - какая-то дополнительная ступенчатая стабилизация выходного напряжения.
Выбор мощности - в моем два варианта 500VA и 400VA, выбираем тот что помощнее, это просто программное ограничение максимального тока.
Входное напряжение - можно выбрать разное напряжение, но для нас актуально 220В.
Охлаждение
В режиме инвертора, трансформатор бесперебойника и транзисторы будут сильно нагреваться, поэтому необходимо позаботиться об охлаждении.
В корпусе от блока питания предусмотрены отверстия для кулера, что очень кстати, поэтому поставил стандартный вентилятор и подключил его к плате через терморегулятор. Терморегулятор я сделал по самой простой схеме из интернета - из стабилизатора 12В, терморезистора, подстроечного резистора и полевого транзистора.
![Фото терморегулятора](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231125_153721.webp)
![Плата терморегулятора с обратной стороны](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231125_153756.webp)
![Терморегулятор для кулера](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231125_153742.webp)
Схемку сделал в виде отдельной платки, которую запаял в плату ИБП вместо отсутствующего конденсатора C14. Можно было сделать эту схему и без стабилизатора, но дело в том, что в бортовой сети автомобиля может быть разное напряжение из-за чего кулер будет включаться при разной температуре, а нужно чтобы включение кулера должно происходить при определенной температуре, которую можно настроить подстроечным резистором.
Термистор я сделал выносным и прикрепил к радиатору с транзисторами, подстроечник настроил так, чтобы кулер начинал вращаться при температуре около 40 градусов.
![Термистор на радиаторе ИБП](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231128_072952.webp)
![Вот так выглядит устройство инвертора в сборе](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231128_073001.webp)
Окончательная сборка
Я надеюсь вы запомнили подключение проводов, потому что теперь все приготовления завершены и можно приступать к окончательной сборке.
Надо немного переделать плату включения\выключения, а именно выпаять кнопку и закоротить контакты на включение. Также я выпаял светодиод и вывел его на корпус инвертора. Еще нужно вывести провода подключения к АКБ, здесь ничего выдумывать я не стал, а просто вывел их наружу. К ним можно подключить аккумулятор, а можно и сделать переходник для прикуривателя и подключить к автомобилю.
Ну и конечно же, нужно установить 220В розетку. Розетку я выбрал такую, чтобы ее можно было вместить в и так ограниченное пространство.
![Розетка на 220](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231130_102915.webp)
![Инвертор в сборе без крышки](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231130_102943.webp)
![Другой ракурс инвертора](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231130_103015.webp)
![Инвертор без накладки розетки](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231130_143033.webp)
Когда все подключено и несколько раз проверено, то можно собирать корпус и пользоваться инвертором сделанным из ИБП.
![Включаем инвертор](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231130_103742.webp)
![Работа инвертора от батареи](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231130_104015.webp)
![Инвертор готов к работе](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231130_104159.webp)
После того как я собрал инвертор окончательно, то сделал некоторые замеры, и оказалось что при включении, в холостом режиме, он потребляет 1,1А! А при нагрузке в 112мА батарея отдает 2,5А! Не очень то и хорошие показатели, на первый взгляд.
Но если сделать простые расчеты, то получим, что при нагрузке, ИБП потребляет 12*2,5 = 30Вт, а отдает 220*0,112 = 24,64Вт. Получается, что КПД инвертора 82%, что вобщем-то очень не плохо. Но держать ИБП просто подключенным к аккумулятору все же не стоит, именно для этого и был придуман Green режим.
![Ток холостого хода инвертора 1,1 ампер](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231130_141608.webp)
![Ток нагрузки 112 мА](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231130_142240.webp)
![Ток разряда батареи 2,5 ампер](/images/invertor_iz_ipb/IMG_20231130_141639.webp)
Т.к. инвертор делался для использования в автомобиле, и включаться будет только при надобности, то считаю, что результат вполне хорош.