Питание ноутбука от источников 12В без инвертора

Да, тонны энергии тратятся впустую при переходе от 12 В к 110 В, особенно когда все, что вы делаете, это вставляете его в блок питания, который также теряет часть мощности, превращая его обратно в низковольтный постоянный ток.

Вы можете купить преобразователь постоянного тока в постоянный, который будет обеспечивать регулируемое напряжение 9–20 В постоянного тока при входном напряжении 10–24 В постоянного тока.

Раньше я создавал преобразователь в стиле SEPIC именно для таких вещей: http://dren.dk/carpower.html

Некоторые ноутбуки могут работать от переменных источников питания, обычно старых.

Адаптеры постоянного тока теряют 20% в своем базовом преобразовании из 12 В в 19 В (проверено мной с помощью мультиметра), по сравнению с 40+% или более при питании инвертора 110 В для работы адаптера переменного тока для вывода 19 В постоянного тока.

Я хотел бы найти более новый, уже ЭФФЕКТИВНЫЙ ноутбук, рассчитанный на входное напряжение постоянного тока 11-15,5 В... Один старый компьютер, который у меня есть (слишком медленный), - это NEC Daylite, обычно блок питания 16 В, но он отключается. 11-16В без проблем. около 7-11 Вт в зависимости от использования.

Обновление: некоторые современные ноутбуки питаются от USB-C вместо специального разъема питания. Эти ноутбуки можно заряжать напрямую от автомобильного адаптера питания «прикуривателя» USB-C, который работает от постоянного тока, а не постоянного тока.

Похоже, что они обычно не превышают 30 Вт на порт. Это все еще должно работать, медленнее, чем прибл. 90 Вт от настенного адаптера переменного тока.

Примеры от Anker: https://www.anker.com/products/108/204/car-chargers

Для более старых моделей, возможно, у производителя вашего ноутбука уже есть автомобильный/самолетный адаптер, который вы можете купить. Он преобразует напряжение батареи в правильное входное напряжение для ноутбука напрямую (DC-DC). Возможно, он будет выполнять двойную функцию и сможет также принимать вход переменного тока (настенный).

Другим вариантом может быть универсальный автомобильный адаптер со сменными штепсельными наконечниками, который подходит для ноутбуков большинства основных марок.

В основном это миф, что гораздо эффективнее питать устройства постоянного тока, такие как ноутбуки, от полной сквозной системы постоянного тока, чем использовать инвертор, а затем существующий преобразователь переменного тока в постоянный ¹ .

Давайте посмотрим на ваш первый вопрос:

1) Насколько неэффективно повышать 12 В до 120 В, а затем обратно до 12 В, как при использовании традиционного автомобильного инвертора для питания ноутбука (т. е. мощность автомобильного аккумулятора 12 В повышается до 120 В с помощью инвертора, а затем обратно до 12 В с помощью инвертора). блок питания ноутбука)?

Это зависит от вашего оборудования, но это не так уж страшно. У вас есть два основных преобразования: преобразование постоянного тока в переменный ток в инверторе и преобразование переменного тока в постоянный ток в источнике питания устройства.

Большинство современных качественных инверторов имеют КПД более 90%, а многие приближаются к КПД 95% в большей части своего рабочего диапазона. Очень дешевые или маленькие инверторы могут быть хуже, возможно, с низкими 80-ми, и даже хорошие инверторы часто менее эффективны при работе с очень низкой мощностью по сравнению с их номинальной мощностью.

Для стороны переменного тока -> постоянного тока вы найдете больше дисперсии. Некоторые качественные преобразователи, например те, которые поставляются с ноутбуками некоторых известных брендов, приближаются к КПД 90%, но многие другие находятся в диапазоне от 70% до 80%. Очень маленькие преобразователи переменного тока в постоянный, такие как те, что используются в USB-разъемах, как правило, немного менее эффективны, чем преобразователи с меньшими ограничениями по пространству.

В целом, вы видите потери в лучшем случае примерно 15 % (инвертор с КПД 95 % с источником питания с КПД 90 %), а потери в худшем случае с приемлемым инвертором составляют, возможно, 40 % (инвертор в высокий 80s в сочетании с 70% питания ² .

Теперь учтите также, что «сквозной» путь постоянного тока, как правило, также требует преобразования постоянного тока, если только устройство не работает точно при напряжении (скажем, 12 В или 24 В) вашей системы постоянного тока. Это преобразование, вероятно, будет в лучшем случае столь же эффективным, как одно из приведенных выше преобразований. В худшем случае, если вы купите один из различных регулируемых повышающих/понижающих преобразователей с широким входным и выходным диапазонами, эффективность может быть значительно ниже, если он работает за пределами своего идеального диапазона. Таким образом, игнорируя все остальные факторы, возможно даже, что полный маршрут DC уже менее эффективен, чем AC!

Тем не менее, давайте предположим, что полный путь постоянного тока теоретически несколько более эффективен, чем путь постоянный ток-переменный ток-постоянный ток, возможно, на 10%. Вот недостатки полного пути DC, которые могут перевесить это небольшое преимущество:

• Что-то вроде дома (или RV или что-то еще), как вы упомянули в пункте (2), уже будет иметь существующую проводку 120 В: силовые устройства в полной системе постоянного тока потребуют либо размещения этих устройств очень близко к блоку батарей, либо прокладки второй проводки постоянного тока. систему со значительными усилиями (добавлять проводку в существующий дом намного сложнее, чем делать это во время его строительства - если вы не возражаете против уродства). Кроме того, вы столкнетесь с такими проблемами, как отсутствие стандартной розетки для питания постоянного тока (прикуриватель, вероятно, является наиболее широко поддерживаемой вещью, но не подходит для многих целей).
• Более низкие напряжения по своей природе менее эффективны для передачи, чем более высокие напряжения: как потому, что заданное абсолютное падение напряжения представляет более высокую относительную долю общего напряжения, так и потому, что для доставки той же мощности требуется пропорционально больший ток. Этот эффект примерно квадратичен: система 12 В страдает примерно в 100 разпадение напряжения в проводах одного и того же калибра при 120 В одного и того же калибра для обеспечения одинаковой мощности. Пример: более 10 футов бытовой проводки 14 AWG, для нагрузки 120 Вт, системе 120 В требуется 1 ампер, и падение напряжения составляет 0,042% - в основном ошибка округления. Прибору на 12 В той же мощности потребуется 10 ампер, и падение напряжения составит 4,2%, поэтому на 10 футов 14 AWG вы уже потеряли примерно столько же энергии, сколько потеряли бы в хорошем инверторе. В доме у вас может легко быть проводка длиной 50 или 100 футов, что приводит к перепадам напряжения постоянного тока, которые делают систему неустойчивой — даже при небольшой нагрузке в 120 Вт. На практике вам нужно будет использовать провод значительно большего сечения, чтобы противодействовать этому: значительные затраты, которые вместо этого можно было бы просто потратить на большее количество солнечных панелей или батарей.
• По умолчанию используется переменный ток: почти каждое устройство, которое вы покупаете, по умолчанию поставляется с вилкой переменного тока. Есть всевозможные приборы, где вы также можете купить версию постоянного тока, но часто с очень ограниченным выбором. Да, вы можетекупите холодильник с питанием от постоянного тока, но вам в значительной степени придется выбирать из 1 или 2 странных моделей в вашем местном магазине солнечных батарей / батарей. Часто они в два раза дороже холодильников, которые вы бы купили в другом месте, и основаны на какой-то старой модели, которая по своей природе может быть менее эффективной. То же самое для вентиляторов с питанием от постоянного тока, телевизоров, кофеварок и т. д. Да, они существуют, но рынок в настоящее время мизерный, поскольку выбор следует. Вы потратите больше денег и будете менее довольны результатом, чем когда-либо сэкономите на «потерях преобразования переменного тока». Единственный подход, который здесь работает, — это получить вещи, которые работают от переменного тока, но имеют внешний блок питания AC-DC: вы можете пропустить блок и подключить систему постоянного тока напрямую (но опять же, напряжения обычно странные, такие как 17 В, 21 В, и т. д., так что вам все равно понадобится преобразование).

Так что я буду, как мне кажется, единственным голосом здесь и скажу, что любая «система постоянного тока» большого или среднего размера на самом деле не имеет смысла только для того, чтобы сэкономить на потерях преобразования, когда вы подключаете готовые устройства. 120 В переменного тока на самом деле является довольно разумным методом распределения энергии, тем более что это вход по умолчанию почти для всего, что вы покупаете. Потери преобразования в современном оборудовании довольно малы, и обычно невозможно полностью избежать потерь преобразования даже в полной системе постоянного тока.

¹ Иногда я буду называть это подходом DC-AC-DC.

² Конечно, вы можете зайти в наихудшем случае гораздо дальше, если будете искать действительно неэффективный инвертор (но это под вашим контролем) и найти какое-нибудь устройство с ужасным (или просто старым) ИИП или линейным регулятором, который очень неэффективен.

Я делал именно это в своем доме, работающем от солнечных батарей. При строительстве дома я попросил электрика провести проводку постоянного тока к определенным точкам. Поскольку у меня 24-вольтовая система, я использую понижающий преобразователь, чтобы получить 19 В для питания как моего ноутбука Asus, так и внешнего светодиодного монитора LG (опять же 19 В). Есть много недорогих (но приличного качества, насколько я могу судить) понижающих преобразователей, доступных для этого. Обратите внимание, что в моем случае мне пришлось использовать мостовой выпрямитель (BR68) перед понижающим преобразователем, чтобы отфильтровать низкие пульсации переменного тока из линии постоянного тока. Я думаю, что пульсация возникла из-за того, что линии переменного / постоянного тока делили какой-то стенной канал. Вот один я нашел.