Alimentación del portátil desde fuentes de 12 V sin inversor

Sí, se desperdician toneladas de energía al pasar de 12 V a 110 V, especialmente cuando todo lo que hace es conectarlo a una fuente de alimentación que también pierde algo de energía y lo vuelve a convertir en CC de bajo voltaje.

Puede comprar un convertidor CC/CC que proporcionará un voltaje ajustable de 9-20 V CC cuando se le proporcione una entrada de 10-24 V CC.

He construido un convertidor de estilo SEPIC antes, solo para este tipo de cosas: http://dren.dk/carpower.html

Algunas computadoras portátiles pueden funcionar con fuentes de energía variables, generalmente las más antiguas.

Los adaptadores CC-CC pierden un 20 % en su conversión básica de 12 V a 19 V (lo probé yo mismo con un multímetro), frente a un 40 % o más para alimentar un inversor de 110 V para hacer funcionar el adaptador de CA con una salida de 19 V CC.

Me gustaría encontrar una computadora portátil más nueva que ya sea EFICIENTE que haya sido construida para tomar una entrada de alimentación de 11-15.5V CC... Una computadora más antigua que tengo (demasiado lenta) es una NEC Daylite, fuente de alimentación de 16V por lo general, pero se apagará 11-16V no hay problema. alrededor de 7-11 vatios dependiendo del uso.

Actualización: algunas computadoras portátiles modernas funcionan con USB-C en lugar de un conector de alimentación dedicado. Estas computadoras portátiles se pueden recargar directamente desde un adaptador de corriente de "encendedor de cigarrillos" de automóvil USB-C, que funciona con CC-CC en lugar de CC-CA-CC.

Parece que normalmente alcanzan un máximo de 30 W por puerto. Esto aún debería funcionar, más lentamente que aprox. 90 W del adaptador de alimentación de CA de pared.

Ejemplos de Anker: https://www.anker.com/products/108/204/car-chargers

Para modelos más antiguos, es posible que el fabricante de su computadora portátil ya tenga un accesorio de adaptador para automóvil/avión que puede comprar. Convertirá el voltaje de la batería al voltaje de entrada adecuado para la computadora portátil directamente (CC-CC). Tal vez cumpla una doble función y también pueda tomar entrada de CA (pared).

Otra opción sería un adaptador de automóvil genérico que tenga puntas de enchufe intercambiables para adaptarse a la mayoría de las principales marcas de computadoras portátiles.

En su mayoría, es un mito que es mucho más eficiente alimentar dispositivos de CC, como computadoras portátiles, en un sistema de CC completo de extremo a extremo en lugar de usar un inversor y luego el convertidor de CA-CC existente en su lugar ¹ .

Echemos un vistazo a tu primera pregunta:

1) ¿Qué tan ineficiente es aumentar 12 V a 120 V y luego volver a 12 V como cuando se usa un inversor de energía de automóvil tradicional para alimentar una computadora portátil (es decir, la energía de la batería de automóvil de 12 V aumenta a 120 V mediante un inversor de energía y luego vuelve a 12 V mediante el fuente de alimentación de la computadora portátil)?

Depende de su hardware, pero no es tan terrible. Tiene dos conversiones principales: la conversión CC -> CA en el inversor y la conversión CA -> CC en la fuente de alimentación del aparato.

La mayoría de los inversores de calidad modernos tienen una eficiencia superior al 90 % y muchos se acercan al 95 % en una gran parte de su rango operativo. Los inversores muy baratos o pequeños pueden ser peores, tal vez alrededor de los 80 e incluso los buenos inversores suelen ser menos eficientes cuando funcionan con una potencia muy baja en relación con su potencia nominal.

Para el lado AC -> DC encontrará más variación. Algunos convertidores de calidad, por ejemplo, los suministrados con algunas computadoras portátiles de marca, se acercan al 90% de eficiencia, pero muchos otros están en el rango del 70% al 80%. Los convertidores de CA -> CC muy pequeños, como los que se encuentran en los enchufes USB, tienden a ser un poco menos eficientes que los convertidores con menos limitaciones de espacio.

Entonces, en general, está viendo una pérdida en el mejor de los casos de quizás el 15% (un inversor con una eficiencia del 95% con una fuente de alimentación con una eficiencia del 90%) a una pérdida en el peor de los casos con un inversor razonable de quizás el 40% (un inversor en el 80 altos combinados con una fuente de alimentación del 70 % ² .

Ahora considere también que la ruta de CC "de extremo a extremo" generalmente también necesitará una conversión de CC-CC a menos que el dispositivo funcione exactamente con el voltaje (digamos 12 V o 24 V) de su sistema de CC. Es probable que esta conversión sea, en el mejor de los casos, tan eficiente como una de las conversiones anteriores. En el peor de los casos, si compra uno de los diversos convertidores reductores/elevadores ajustables con amplios rangos de entrada y salida, la eficiencia podría ser considerablemente menor si funciona fuera de su rango ideal. Entonces, ignorando todos los demás factores, ¡incluso es posible que la ruta completa de CC ya sea menos eficiente que la CA!

Aún así, supongamos que la ruta de CC completa es teóricamente algo más eficiente que la ruta de CC-CA-CC, quizás en un 10%. Estas son las desventajas de una ruta de CC completa que podrían superar esa pequeña ventaja:

• Algo así como una casa (o RV o lo que sea) como menciona en el punto (2) ya tendrá un cableado de 120 V existente: los electrodomésticos en un sistema de CC completo requerirían ubicar esos electrodomésticos muy cerca del banco de baterías o ejecutar un segundo cableado de CC sistema con un esfuerzo considerable (agregar cableado a una casa existente es mucho más difícil que hacerlo mientras se está construyendo, a menos que no le importe lo feo). Además, se encontrará con problemas como la falta de una toma de corriente estándar para la alimentación de CC (el encendedor de cigarrillos es probablemente lo más compatible, pero no es adecuado para muchos propósitos).
• Los voltajes más bajos son inherentemente menos eficientes que los voltajes más altos para la transmisión: tanto porque una caída de voltaje absoluta determinada representa una fracción relativa más alta del voltaje total, como porque se necesita proporcionalmente más corriente para entregar la misma potencia. Este efecto es aproximadamente cuadrático: un sistema de 12 V sufre aproximadamente 100 vecesla caída de voltaje como cables del mismo calibre a 120 V del mismo calibre para entregar la misma potencia. Un ejemplo: más de 10 pies de cableado doméstico de 14 AWG, para una carga de 120 W, un sistema de 120 V necesita 1 amperio y sufre una caída de voltaje de 0,042 %, básicamente un error de redondeo. Un electrodoméstico de 12 V de la misma potencia necesitaría 10 amperios y sufriría una caída de voltaje del 4,2 %; por lo tanto, con más de 10 pies de 14 AWG ya ha perdido tanta potencia como la que perdería en un buen inversor. En una casa, fácilmente podría tener tramos de cableado de 50 o 100 pies, lo que resultaría en caídas de voltaje de CC que harían que el sistema fuera insostenible, incluso con una carga pequeña de 120 W. En la práctica, necesitaría usar un calibre de cable significativamente mayor para contrarrestar esto: un costo significativo que podría gastarse en más paneles solares o baterías.
• AC es el valor predeterminado: casi todos los electrodomésticos que compre vendrán por defecto con un enchufe de CA. Hay todo tipo de electrodomésticos en los que también puede comprar una versión de CC, pero a menudo con selecciones muy reducidas. si, tu puedescompre un refrigerador alimentado por CC, pero tiene que elegir entre 1 o 2 modelos extraños en su tienda local de energía solar/baterías. Suelen ser el doble del precio de un refrigerador que compraría en cualquier otro lugar, y se basan en algún modelo antiguo que puede ser intrínsecamente menos eficiente. Lo mismo para ventiladores, televisores, cafeteras, lo que sea. Sí, existen, pero el mercado actualmente es minúsculo como sigue la selección. Desperdiciará más dinero y estará menos satisfecho con lo que obtendrá de lo que ahorrará en "pérdidas de conversión de CA". El único enfoque que funciona aquí es obtener cosas que funcionan con CA pero tienen un bloque de alimentación de CA-CC externo: puede omitir el bloque y conectar su sistema de CC directamente (pero nuevamente, los voltajes suelen ser cosas extrañas como 17V, 21V, etc., por lo que todavía necesita una conversión).

Así que seré lo que parece ser la voz solitaria aquí y diré que cualquier tipo de "sistema de CC" de tamaño grande o mediano realmente no tiene sentido solo para ahorrar en pérdidas de conversión cuando conecta electrodomésticos listos para usar. 120 V CA es en realidad un método bastante razonable de distribución de energía, especialmente porque es la entrada predeterminada para casi todo lo que compraría. Las pérdidas de conversión son bastante pequeñas con los equipos modernos y, por lo general, no se pueden evitar las pérdidas de conversión por completo, incluso con un sistema de CC completo.

¹ A veces llamaré a esto el enfoque DC-AC-DC.

² Por supuesto, puede empujar el peor de los casos mucho más si busca un inversor realmente ineficiente (pero esto está bajo su control) y encuentra algún dispositivo con un SMPS terrible (o simplemente viejo) o un regulador lineal que es muy ineficiente.

He estado haciendo exactamente esto en mi casa alimentado por paneles solares. Cuando construí la casa, pedí al electricista que instalara el cableado de CC en ciertos puntos. Dado que el mío es un sistema de 24 voltios, uso un convertidor reductor para obtener 19 V para alimentar tanto mi computadora portátil Asus como un monitor LED externo LG (nuevamente 19 V). Hay muchos convertidores de dinero de bajo precio (pero de calidad decente por lo que puedo decir) disponibles para hacer esto. Tenga en cuenta que, en mi caso, tuve que usar un puente rectificador (BR68) antes del convertidor reductor para filtrar la baja ondulación de CA de la línea de CC. Creo que la onda estaba entrando debido a que las líneas de CA/CC compartían algún conducto de pared. Aquí hay uno que encontré.