修改后的正弦波逆变器会损坏/损坏笔记本电脑的交流适配器吗?

电器工程 电源 电压 逆变器 失败
2022-01-13 11:17:34

我最近遇到了一个场景,我尝试使用Energizer EN500改进的正弦波逆变器为戴尔 180 瓦交流适配器供电。为逆变器供电的电路为 12 伏、15 安直流。AC 适配器输入为 100-240V ~ 2.34 amps, 50-60Hz, 输出为 19.5V, 9.23 amps。我无法在网上找到更多规格,但它是戴尔部件#74X5J 和戴尔型号#DA180PM111。

12 伏 * 15 安 = 180 瓦,我(错误地?)假设适配器不一定总是需要满 180 瓦,最坏的情况是如果它试图消耗更多的瓦特,保险丝就会熔断可以提供。但是,当我在阅读交流适配器上的输入时,我意识到如果它真的可以在 110 伏电压下消耗高达 2.34 安培的电流,那么超过 250 瓦...?

当我将逆变器连接到交流适配器时,将其插入逆变器时,交流适配器上的“电源灯”会亮起(表示已连接到交流电源),然后当我将适配器连接到笔记本电脑时,它开始闪烁开启和关闭。有一个 USB 手机充电器插入另一个直流电源插座,带有一个较小的“电源灯”,它也同时闪烁,与交流适配器上的灯平行。从那以后,即使插入家用交流电,该交流适配器也无法为笔记本电脑电池充电。我不知道它输出了多少瓦,但它足以在严重降低的运行速度下为笔记本电脑供电,而且电池根本不会充电。

所以看来这炸了我的交流适配器。虽然(可能)做任何事情来修复适配器都为时已晚,但我想了解可能的原因。可能是由于逆变器发出了修正的正弦波吗?从网上查到,修改后的正弦波根本不像正弦波

来自维基百科的修改正弦波图像

我在网上找到的一切都表明笔记本电脑的交流适配器应该可以很好地处理修改后的正弦波。我确实与戴尔核实过,他们建议我使用纯正弦波适配器,但修改后的正弦波适配器仍然可以工作,尽管我“正在考虑缩短交流适配器寿命的可能性”。确实缩短了寿命!

或者故障是否可能是由于交流适配器试图消耗比逆变器更多的电流,在 12 伏、15 安的直流电路上,能够提供?我不会想到电源不足会杀死交流适配器……会吗?

或者它是逆变器提供修正正弦波的事实的组合,并且可能由于过电流要求而“脉冲”开和关?在我关于 meta 话题的问题中,DrFriedParts 建议故障可能是由于输入钳位电路故障。如果交流适配器经历了快速的“开/关”周期,输入钳位电路是否更有可能发生故障?

在这方面接受一些教育会影响我接下来的工作。在查看我的车辆接线图时,我发现我的三个直流电源插座之一是 20 安培专用电路。我可以得到一个纯正弦波逆变器并将其连接到 20 安培电路,提供 240 瓦的“理论”最大输出;我知道实际上存在损耗,我不能指望逆变器输出完整的 240 瓦。如果这次的罪魁祸首是电量不足,我可不想再用同样的方法炸掉我的替换 AC 适配器!然而,如果问题的根源是修正的正弦波,那么我可以用更好的逆变器来解决这个问题。

4个回答

“修正正弦”输出是 AC 的非常糟糕的近似值

这是 Jesse Kovach 在负载下记录的 APC 650 输出的捕获。

在此处输入图像描述

注意极端情况下的严重过幅事件(顶部和底部的尖峰)。实际上,它们的幅度实际上要大得多,但图像中的示波器速度不够快,无法捕捉到它。

时域中的尖锐边缘等同于频域中的广谱噪声。所有这些高频成分都代表了保护电路必须吸收的额外能量。否则,它可能会超过各种输入级组件的隔离耐受极限并“烧穿”。如果这不会烧坏输入,则会导致级联故障,从而导致二次侧因过压而发生故障。

...这只是一种失败模式。还有其他的。伪正弦波与正弦波输入的匹配较差。:(

使用 DC-DC 而不是 DC-AC-DC

一种更好(而且效率更高!)的方法是直接转直流(注意:如果您的输入电压低于输出电压,您实际上不能直接转直流,但是详细信息这很好地包含在“DC-DC转换器”中)。

市场上有适用于采用直流输入的戴尔笔记本电脑的独立开关模式电源。这是一个例子:

汽车直流转戴尔 18V SMPS

我来自:

http://www.amazon.com/Adapter-Charger-Dell-Latitude-D630/dp/B002BK7JEC#

请注意,我对这种特定产品没有个人经验,而且许多廉价的直流转换器内部设计不佳。当心。

交流适配器输入为 100-240V ~ 2.34 amps

这意味着在 100V 输入下,在最大输出功率下,适配器将从电源中汲取 2.34A 或 234W 的电流 - 通常任何 AC/DC 电源都会在最小输入电压下汲取最大电流。

但是,当我在阅读交流适配器上的输入时,我意识到如果它真的可以在 110 伏电压下消耗高达 2.34 安培的电流,那么超过 250 瓦...?

输出 180W @ 输入 234W 意味着效率为 76.9%,这并非不可能。别忘了逆变器也会有自己的效率,让 12V 电源端口的功耗更高。

我不会想到电源不足会杀死交流适配器……会吗?

安全的电源在遇到严重异常时肯定会发生故障,这对于监管机构来说是完全可以接受的,只要故障不会对最终用户造成安全隐患——从电源到电源的电流屏障不会被击穿。输出,无热危害,无有毒烟雾或弹片。

戴尔警告您使用带有步进正弦波输入的适配器这一事实很好地表明,步进正弦波导致充电器的消亡。

如果您没有熔断点烟器端口保险丝,则您可能没有处于输入饥饿模式,因此故障不太可能是由于输入功率有限 - 很可能它只是没有“喜欢”步进正弦海浪。

虽然修改后的正弦波会比适当的正弦波对电子设备造成更大的压力,但我不认为它们会导致原本良好的 PSU 发生灾难性故障。

开关模式电源也可能对电源造成压力。灯、加热器等通过消耗更少的电流(并变暗/产生更少的热量)来响应降低的电压。另一方面,开关模式电源通过吸收更多电流以维持功率水平来响应降低的电压。

开关模式电源的开启和关闭压力很大,输入端的欠压也是如此。鉴于您的逆变器明显地循环打开和关闭,我预计它会给电源带来比正常运行的修改正弦波逆变器更多的压力。

我也在改进的正弦波逆变器上使用了我的戴尔 96Watt 240V 电源。在这种情况下,逆变器是由 RV 电池供电的 12VDC 至 240VAC 类型。它起作用了,但戴尔 PS 的运行温度明显高于使用适当的交流电源运行时的温度,所以我放弃了 PDQ。

我的 mod-sine 逆变器是一个便宜又开朗的 300W 单元,类似于这个......

300W修正正弦逆变器

虽然修改后的正弦波会比适当的正弦波对电子设备造成更大的压力,但我不认为它们会导致灾难性故障

幸运的是,对我来说没有任何问题,但我对其他人的学习评论感兴趣,因为当开关模式 PS 处理修改后的正弦输入时,故障机制。(我不认为我在下面的评论属于博学的范畴)。

鉴于 DrFriedParts 引用的所谓正弦波的几乎方波性质,我会认为

1) 重复和过高的脉冲电流进入开关模式的输入二极管,和/或

2) 由于电容的等效串联电阻,输入存储电容过热

将是故障模式风险的重要竞争者。在输入电压周期的无功率阶段,当零交叉点周围没有电压或电流时,电容会受到严重的电流消耗锻炼,并且在施加阶跃电压时会出现充电粘贴。

基本理论表明,由于上述原因,电容性负载对于开关模式电源来说是不健康的,而电感性/电阻性负载(如电机或灯)则更为可取。

时域中的尖锐边缘等同于频域中的广谱噪声。所有这些高频成分都代表了保护电路必须吸收的额外能量。

我认为开关模式的输入级只不过是一个二极管电桥和一些串联限制装置(小电阻或 NTC 电阻为一些高压大电容供电,与一个低 ESR 的小聚酯电容并联以过滤掉DrF-P 正确提到的 HF 噪声。之后是斩波电路(现在通常使用 HV FET),用于电压转换的铁氧体磁芯变压器,更多整流,然后反馈以控制占空比/频率/输出电压。还有什么需要吸能部件吗?

我不相信输入侧故障可能会波及变压器耦合的输出级,除非它是灾难性电容器或二极管爆炸在电源内部粘贴粘液。

乔什 说:

当我将逆变器连接到交流适配器时,将其插入逆变器时,交流适配器上的“电源灯”会亮起(表示已连接到交流电源),然后当我将适配器连接到笔记本电脑时,它开始闪烁开启和关闭。

至于这些观察到的 LED 指示灯在它们应该稳定亮起时闪烁……这可能是由于开关模式在零交叉附近没有提供电力,因为输入存储电容正在放电?

可以通过在无负载或轻负载下运行 PS 来测试这一推测,此时人们可能会认为电容仍有一些电荷。如果 PS 必须以额定容量运行,则 PS 可能会退出。

戴尔警告您使用带有步进正弦波输入的适配器这一事实很好地表明,步进正弦波导致充电器的消亡。

听听!

我完全同意更好/更安全/更有效的方法是按照所述将笔记本电脑从 12Vdc 到 19.5Vdc 车载充电器运行。

在我找到类似的现成车载充电器之前,我曾打算用 4.00 美元左右的设备来构建这样的设备,比如这个 150W 可调升压模块

150W升压模块

但是 DrFriedParts 展示的现成的 25.00 美元更方便。

在任何人尝试这样的构建之前,正如我在开始该项目之前了解到的那样,戴尔在他们的电源中内置了一个令人讨厌的身份芯片,其功能是告诉笔记本电脑它连接到什么样的 PS:参考

http://www.laptop-junction.com/toast/content/inside-dell-ac-power-adapter-mystery-revealed

这是连接到戴尔 DC 插孔中的第三个(中心针)连接器的连接器。没有它显然笔记本电脑将拒绝收费。我可以确认引脚读取 +ve 和 -ve 端子的开路,给人的(错误的)印象是它什么都不做。

如果车载充电器没有吸引力,而且纯正弦逆变器太贵,可以尝试在逆变器输出串联一些电感,以消除输出波形的尖锐边缘,但需要保持注意谐振、磁芯饱和和其他调谐电路问题。

正如我所说,这些都是推测,没有做过测试的好处,所以我很想听听任何可以对这个问题提出更多更好的见解的人的意见。