Коли мені потрібен ДБЖ із чистою синусоїдою?

Я хотів би придбати стійковий ДБЖ, який би підтримував всю ІТ-електроніку в приміщенні SOHO. Сюди входять комутатори, маршрутизатори, ПК, сервери, NAS. Під час мого дослідження я з'ясував, що існують різні типи ДБЖ, і ті, що генерують чисту синусоїду, є найкращими. Однак вони також набагато дорожчі, ніж, наприклад, модифіковані ДБЖ із синусоїдою.

У чому полягає застосування ДБЖ із чистою синусоїдою? Чи забезпечить це якісь переваги у моєму варіанті використання, чи це надмірне?

5 відповідей 5

Чистий змінний струм є повсюдним, тому деякі електричні пристрої розроблені з ним як початкове припущення.

Пристрої, які піклуються про якість змінного струму

Класичним прикладом пристрою, який починається з такого припущення, є аналоговий підсилювач потужності звуку, розроблений на початку 1970-х років або раніше, або більш сучасний твір, розроблений у тому ж напрямку. Лінійне регулювання викидає занадто багато тепла, щоб бути практичним у такому пристрої, технологія регулювання комутації з низьким рівнем шуму в той час насправді не була доступною, і тому підсилювачі того часу були розроблені з в основному нерегульованою потужністю, безпосередньо керуючими етапами посилення. Брудна потужність відображається як частина вихідного сигналу, залежно від того, скільки зворотного зв'язку має підсилювач.fier Це одна з двох основних причин гудіння лінії в старих підсилювачах.²

Іншим прикладом ланцюга, де якість електроенергії може вплинути на роботу пристрою, є двигун змінного струму, такий як дротовий електродриль, де швидкість двигуна є прямою функцією напруги, що подається на ньому. Напруга, яка не збільшується і не зменшується плавно, спричинить коливання швидкості. Етапи на виході модифікованої синусоїди перебувають у сотні Гц, тому модифікований синусоїд ДБЖ, швидше за все, спричинить зміни в роботі двигуна, які ви насправді можете почути.

Хоча я б не надто турбувався про те, що погана якість електроенергії зробить для електричної дрилі, є пристрої з моторним приводом, від яких я не хотів би працювати від неякісного ДБЖ, наприклад, CPAP-машина.

Щодо питання, чи не турбує будь-яке обладнання у вашій стійці SOHO якість вихідної потужності ДБЖ, це залежить від конструкції джерела живлення кожного компонента.

Типи джерел живлення

Пристрої з потужною фільтрацією та регулюванням джерела живлення зазвичай не дбають про неідеальності в модифікованій синусоїді. Для такого пристрою важливо лише те, що він отримує достатньо середньоквадратичну потужність і що потужність знаходиться в межах вхідної напруги пристрою .³

Найпоширенішим видом живлення, що використовується для сучасних електронних пристроїв, є імпульсний блок живлення. Комутатори роблять набагато неприємніші дії, ніж створюють нерівності на вхідній синусоїді, тому їм уже доведеться багато фільтрувати, якщо ланцюг навантаження вимагає чистої потужності.

Іншим основним типом регулювання джерела живлення є лінійний регулятор, який зазвичай пригнічує низькочастотні вхідні шуми та пульсації на 80-100 дБ. Це означає, що трохи вхідної нерівності вийде зі стадій фільтрації та регулювання, як лише трохи нечіткості. Я намагався придумати приклад пристрою, який би погано працював через цю пушинку, але нічого не спадає на думку. Коли ви натискаєте на шум настільки вниз, він стає незначним для більшості ланцюгів, саме тому лінійні регулятори все ще використовуються, незважаючи на їх неефективність.

Це залишає нерегульовані джерела живлення. Це схоже на наведені вище випадки двигуна змінного струму, за винятком того, що трансформатор зменшує напругу змінного струму, яке потім, як правило, випрямляється та фільтрується, щоб отримати вибоїсту постійну напругу. Цей триступеневий процес значно зменшує шум на стороні змінного струму, тому можливо, що існують пристрої, побудовані з припущенням, що результуючі шуми та пульсації на виході такого джерела живлення є досить чистими, і їх може дратувати сотень-Гц хеш, що виходить з ДБЖ із модифікованим синусом.

Осцилограми

Після того, як fixer1234 додав зображення до своєї відповіді, я подумав, змінений синус насправді не може бути таким поганим, правда? Я маю на увазі, вони збираються використовувати більше чотирьох кроків за цикл, вірно? Правильно?

Я вирішив зафіксувати осцилограми всіх ДБЖ, які у мене тут є для науки! Всі вони виготовляються однією і тією ж компанією, але вони з різних точок в лінійці продуктів цієї компанії.

Для довідки, так виглядає нефільтрована напруга змінного струму в місці випробування, з напругою проти часу ліворуч і графіком спектра тієї ж форми сигналу праворуч:

Великим піком на лівому краю ділянки спектра є основний показник 60 Гц. Великі гармонічні піки, які ви бачите, показують, що моя потужність стіни тут не надто чиста. Найбільшою є 2-а гармоніка при 120 Гц в середині ділянки, на 30 дБ нижче від основної, за якою слідує 3-та гармоніка при відключенні 180 Гц на правому краю ділянки. Тоді є той таємничий пік у 85 Гц, якому я не маю пояснення.

Цього викривлення достатньо, щоб відобразитися на осцилограмі зліва: зауважте дещо сплющені піки.

Я протестував пару різних справжніх синусоїд, що були досить дорогими. Їх результат виглядає так:

Очі вас не обманюють: вихідний струм змінного струму від цього конкретного ДБЖ чистіший, ніж мій настінний живлення! Цей ДБЖ буде працювати на будь-якому електронному пристрої в межах допустимих навантажень, оскільки його вихід на акумуляторі наближається до ідеальної потужності стіни, що не робить ніякої практичної різниці.

Якщо ДБЖ працює досить довго, вартість замінних батарей перевищує початкову. Отже, якщо ви купуєте якісні ДБЖ, дотримуйтесь більше експлуатаційних витрат ДБЖ, ніж початкової ціни придбання. purchase

ДБЖ середнього класу від того ж виробника коштує близько ⅓ що справжнього синусоїдального ДБЖ з тими самими специфікаціями заголовків. Ймовірно, він теж буде меншим і легшим. Улов? Це:

Хоча це набагато краще, ніж результат, який ми очікуємо від публікації fixer1234, це не дуже красиво. Мало того, що на виході цього ДБЖ є багато широкосмугових шумів та спотворень, ці два зворотні зв’язки, які ви бачите в кожному циклі, можуть дратувати схеми, які вважають, що вхідна напруга постійного струму постійно зростає або зменшується.

Проте добре відфільтрований та регульований блок живлення все це позбавить, тому такі пристрої працюватимуть від цього ДБЖ просто чудово. У мене ніколи не було проблем із пристроями, підключеними до цього ДБЖ. Оскільки саме ДБЖ підтримує основні компоненти моєї домашньої мережі, я думаю, я помітив би, якщо вони перезавантажувались при кожному вмиканні живлення.

Однією з причин того, що я тут не називаю торгових марок та моделей, є те, що це не дуже хороший посібник щодо якості виходу на акумуляторі. Я протестував близького родича попереднього ДБЖ і отримав зовсім інший результат тесту:

В основному це реальна версія ідеалізованої форми сигналу, показана у відповіді fixer1234. Тоді відповідь на моє запитання вище: "Так, вони справді роблять ДБЖ із якістю виходу настільки поганою".

І так, це насправді може мати значення на практиці. Насправді, я вирішив протестувати саме цей вихід ДБЖ для цієї відповіді саме тому, що це доставляло нам проблеми в минулому.

У нас до цього ДБЖ був підключений персональний персональний персональний ПК, і при кожному підключенні живлення ПК - і лише ПК - мимовільно перезавантажувався. Все інше, підключене до розеток "акумулятора", залишалося б вгорі. Це було настільки дивно, що я фактично написав програму Arduino в один момент для реєстрації "живого" протягом декількох тижнів, щоб спробувати виявити відключення живлення. Ця маленька плата продовжувала працювати весь час, навіть коли ПК перезавантажився. Врешті-решт ми перенесли цей ДБЖ на великий старий сервер, очікуючи, що сильніше навантаження також спричинить той самий симптом, але ні: ДБЖ продовжував цей сервер працювати через кілька енергетичних спалахів.

Ця якість вихідного сигналу ДБЖ не є нижньою. Ви сідаєте? Ось низькоякісні ДБЖ від тієї ж компанії, яка виготовила всі три вищезазначені ДБЖ:

Тепер ви бачите, чому ця лінійка ДБЖ низького класу коштує приблизно вдвічі дешевше ДБЖ середнього класу.

Тим не менш, я ніколи не бачив, щоб один із пристроїв, підключених до цього ДБЖ, не спрацьовував через відключення електроенергії.

Висновки

Багато пристроїв просто не дуже дбають про якість змінного струму. Надзвичайним прикладом є настільна лампа розжарювання, але будь-який пристрій з добре регульованим та добре відфільтрованим джерелом живлення повинен справлятися з потворним входом змінного струму.

Як ми вже бачили вище та в інших відповідях, є пристрої, які не справляються з поганою вхідною потужністю. У цих випадках вам потрібен справжній синусоїд ДБЖ.

Відступи:

Деякі конструкції підсилювачів мають дуже мало негативних відгуків. Це щось на зразок релігійної проблеми в аудіофільських колах, оскільки реакційні екстремісти вважають, що найкращі підсилювачі практично не мають зворотного зв’язку.

Іншою основною причиною гудіння підсилювача є заземлення.

Ось чому ви часто бачите джерела живлення, позначені як такі, що приймають 90-260 В змінного струму або подібні. Якщо такий блок живлення отримує 200 В змінного струму, він буде просто витрачати половину струму, як якщо б замість цього отримав 100 В змінного струму, дозволяючи йому подавати ту саму потужність в ланцюг живлення. Р = VI

Навіть пристрої, які не дуже дбають про чисту електроенергію, часто повинні мати фільтрацію на вході, щоб відповідати нормам ЕМС.

Для порівняння з випадком лінійного регулювання, типове нерегульоване живлення може зменшити шум на стороні змінного струму приблизно на 20 дБ.

Децибели - це логарифмічна шкала, де кожні 6 дБ різниці між двома напругами подвоюються або зменшуються вдвічі. Таким чином, шумозаглушення лінійного регулятора на 80 дБ не в 4 рази краще, ніж 20-ти, яке ви отримуєте від типового нерегульованого джерела живлення, це приблизно на 1000 × краще! Падіння від 20 до 100 дБ, яке ви отримуєте від справді хорошого лінійного регулятора, означає, що вихід в 10 000 разів тихіший, ніж вхідний.

Скажімо, ви вирішили придбати справжній синусоїд ДБЖ за 500 доларів, незважаючи на той факт, що ви можете отримати якісний ДБЖ із модифікованим синусом із однаковими характеристиками заголовка за 150 доларів. Типовий акумулятор ДБЖ потрібно замінювати кожні 3 роки або близько того, що може коштувати 150-200 доларів для справжньої синусоїди. Це становить $ 50-66/рік × 12 років ≈ 600-800 доларів США, завдяки чому вартість батареї є основним елементом у розрахунку витрат.

ДБЖ вищого класу, як правило, мають фізично більші акумулятори для певного рівня VA, тому вартість заміни акумулятора для акумулятора ДБЖ частково залежить від того, скільки ви заплатили за ДБЖ спочатку. Тому ви можете вибрати придбання ДБЖ нижчого класу, ніж ви могли б подати на графіках вище, оскільки довгострокові експлуатаційні витрати були б занадто високими для ДБЖ вищого класу.