AC สะอาดเป็นที่แพร่หลายดังนั้นอุปกรณ์ไฟฟ้าบางตัวได้รับการออกแบบโดยถือเป็นข้อสันนิษฐานเบื้องต้น
อุปกรณ์ที่ใส่ใจคุณภาพไฟฟ้ากระแสสลับ
ตัวอย่างคลาสสิกของอุปกรณ์ที่เริ่มต้นด้วยข้อสันนิษฐานดังกล่าวคือเครื่องขยายเสียงพลังเสียงแบบอะนาล็อกที่ออกแบบในหรือก่อนต้นปี 1970 หรือชิ้นส่วนที่ทันสมัยกว่าที่ออกแบบมาในแนวเดียวกัน กฎระเบียบเชิงเส้นทำให้เกิดความร้อนมากเกินกว่าจะใช้งานได้จริงในอุปกรณ์ดังกล่าวเทคโนโลยีการควบคุมการสลับสัญญาณรบกวนต่ำไม่สามารถใช้งานได้ในเวลานั้นและแอมป์ในเวลานั้นได้รับการออกแบบ พลังงานสกปรกแสดงขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของสัญญาณเอาท์พุตขึ้นอยู่กับความคิดเห็นของแอมพลิฟายเออร์มากน้อยเพียงใด¹นี่เป็นหนึ่งในสองสาเหตุหลักของไลน์ฮัมในแอมป์เก่า²
อีกตัวอย่างหนึ่งของวงจรที่คุณภาพไฟฟ้าอาจส่งผลกระทบต่อการทำงานของอุปกรณ์คือบางอย่างที่มีมอเตอร์ AC เช่นสว่านไฟฟ้าแบบมีสายที่ความเร็วของมอเตอร์เป็นฟังก์ชันโดยตรงของแรงดันไฟฟ้าที่ใส่เข้าไป แรงดันไฟฟ้าที่ไม่เพิ่มขึ้นและลดลงอย่างราบรื่นจะทำให้ความเร็วแตกต่างกันไป ขั้นตอนในการส่งสัญญาณออกของคลื่นไซน์ที่แก้ไขนั้นอยู่ในหลายร้อย Hz ภูมิภาคดังนั้น UPS ที่มีการปรับแต่งนั้นมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในวิธีที่มอเตอร์ทำงานซึ่งคุณสามารถได้ยินได้จริง
ในขณะที่ฉันจะไม่ต้องกังวลมากเกินไปเกี่ยวกับสิ่งที่คุณภาพไฟฟ้าที่ไม่ดีจะทำอย่างไรเพื่อสว่านไฟฟ้ามีอุปกรณ์มอเตอร์ขับเคลื่อนฉันไม่ต้องการที่จะวิ่งออกจากยูพีเอสที่มีคุณภาพต่ำเช่นเครื่อง CPAP
สำหรับคำถามที่ว่าอุปกรณ์ใดในชั้นวาง SOHO ของคุณใส่ใจคุณภาพของกำลังไฟของ UPS หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับการออกแบบของแหล่งจ่ายไฟของส่วนประกอบแต่ละตัว
ประเภทแหล่งจ่ายไฟ
อุปกรณ์ที่มีการกรองและการควบคุมแหล่งจ่ายไฟที่แข็งแกร่งโดยทั่วไปจะไม่สนใจเกี่ยวกับความไม่เท่าเทียมในคลื่นไซน์ที่ถูกดัดแปลง ทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ดังกล่าวคือมันได้รับพลังงาน RMSเพียงพอและพลังงานนั้นอยู่ภายในขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าอินพุตของอุปกรณ์³
การจัดเรียงที่พบมากที่สุดของแหล่งจ่ายไฟใช้สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยเป็นแหล่งจ่ายไฟสลับโหมด Switchers ทำสิ่งที่น่าสนใจกว่าพลังงานมากกว่าการกระแทกบางอย่างบนคลื่นไซน์อินพุทดังนั้นพวกเขาจึงต้องมีการกรองจำนวนมากหากวงจรโหลดต้องการพลังงานที่สะอาด
ประเภทที่สำคัญอื่น ๆ ของการควบคุมแหล่งจ่ายไฟเป็นตัวควบคุมเชิงเส้นซึ่งโดยทั่วไปจะระงับสัญญาณรบกวนความถี่ต่ำและระลอกคลื่นโดย 80-100 เดซิเบล นั่นหมายความว่าบิตของการป้อนข้อมูลที่กำลังจะมาจากขั้นตอนการกรองและการควบคุมเป็นเพียงเล็กน้อยของฝอย ฉันพยายามหาตัวอย่างของอุปกรณ์ที่ทำงานได้ไม่ดีเพราะมันฝ่อ แต่ไม่มีอะไรมาคิด เมื่อคุณส่งเสียงที่ไกลมากมันจะไม่เป็นไปตามวงจรส่วนใหญ่ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงยังคงใช้ตัวควบคุมเชิงเส้นแม้ว่าจะไม่มีประสิทธิภาพก็ตาม
ปล่อยให้แหล่งจ่ายไฟที่ไม่ได้ควบคุม คล้ายกับกรณีของมอเตอร์ AC ด้านบนยกเว้นว่าหม้อแปลงจะลดแรงดันไฟฟ้า AC ซึ่งโดยทั่วไปจะได้รับการแก้ไขและกรองเพื่อสร้างแรงดัน DC ที่เป็นหลุมเป็นบ่อ กระบวนการสามขั้นตอนนี้ช่วยลดเสียงรบกวนทางด้าน AC ได้อย่างมากดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่ามีอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นโดยมีข้อสันนิษฐานว่าเสียงที่เกิดขึ้นและระลอกคลื่นบนเอาต์พุตของแหล่งจ่ายดังกล่าวค่อนข้างสะอาด hash หลายร้อย Hz ออกมาจาก UPS ที่ดัดแปลงแล้ว
Oscillograms
หลังจากfixer1234 เพิ่มภาพให้กับคำตอบของเขาผมคิดว่าการแก้ไขซายน์ไม่สามารถจริงๆจะว่าไม่ดีใช่มั้ย? ฉันหมายถึงพวกเขาจะใช้มากกว่าสี่ขั้นตอนต่อรอบใช่มั้ย ขวา?
ฉันตัดสินใจจับออสซิลโลแกรมของUPSทั้งหมดที่ฉันมีเพื่อวิทยาศาสตร์! ทั้งหมดนี้ทำโดย บริษัท เดียวกัน แต่มาจากจุดที่แตกต่างกันในสายผลิตภัณฑ์ของ บริษัท นั้น
สำหรับการอ้างอิงนี่คือลักษณะของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ AC ที่ไม่มีการกรองที่ตำแหน่งทดสอบโดยมีแรงดันไฟฟ้า vs เวลาทางด้านซ้ายและพล็อตสเปกตรัมของรูปคลื่นเดียวกันทางด้านขวา:
ยอดเขาใหญ่ที่ขอบด้านซ้ายของพล็อตสเปกตรัมเป็น60 Hz พื้นฐาน ยอดฮาร์มอนิกขนาดใหญ่ที่คุณเห็นแสดงให้เห็นว่าพลังผนังของฉันที่นี่ไม่สะอาดมาก ที่ใหญ่ที่สุดคือฮาร์โมนิกที่ 2 ที่ 120 Hz ตรงกลางของพล็อต 30 เดซิเบลลดลงจากพื้นฐานตามด้วยฮาร์มอนิกที่ 3 ที่ 180 เฮิร์ตซ์ที่ขอบด้านขวาของพล็อต จากนั้นก็มีความลึกลับสูงสุดที่ 85 เฮิร์ตซ์ซึ่งฉันไม่สามารถอธิบายได้
นี่เป็นการบิดเบือนที่มากพอที่จะแสดงในออสซิลโลแกรมด้านซ้าย: สังเกตยอดเขาที่ค่อนข้างแบน
ฉันทดสอบ UPS ที่มีไซน์จริงสองตัวที่ต่างกันซึ่งทั้งคู่ค่อนข้างแพง ผลลัพธ์ของพวกเขามีลักษณะเช่นนี้:
ดวงตาของคุณไม่ได้หลอกคุณ: เอาท์พุท AC บนแบตเตอรี่จาก UPS นี้โดยเฉพาะนั้นสะอาดกว่ากำลังของกำแพงฉัน! UPS นี้จะเรียกใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ ภายในขีด จำกัด การโหลดเนื่องจากเอาต์พุตบนแบตเตอรี่ใกล้เคียงกับกำลังของผนังที่เหมาะที่สุด
หาก UPS ใช้งานได้นานพอค่าใช้จ่ายของแบตเตอรี่ทดแทนจะสูงกว่าราคาเริ่มต้น หากคุณกำลังซื้อUPS ที่มีคุณภาพดังนั้นให้พิจารณาถึงต้นทุนการดำเนินงานของ UPS มากกว่าราคาซื้อเริ่มต้น⁶
ยูพีเอสระดับกลางจากผู้ผลิตรายเดียวกันมีค่าใช้จ่ายประมาณ⅓ของยูพีเอสจริงที่มีรายละเอียดพาดหัวเดียวกัน มันอาจจะเล็กลงและเบาลงเช่นกัน จับ? นี้:
ในขณะที่ดีกว่าเอาท์พุทเรานำไปสู่การคาดหวังโดยโพสต์ fixer1234 ของมันไม่สวย ไม่เพียง แต่จะมีเสียงรบกวนในวงกว้างและความผิดเพี้ยนจำนวนมากในผลลัพธ์ของ UPS นี้เท่านั้น แต่เสียงแบ็คเฮดทั้งสองที่คุณเห็นในแต่ละรอบสามารถรบกวนวงจรที่คิดว่าแรงดันไฟฟ้า AC เพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างต่อเนื่อง
อย่างไรก็ตามแหล่งจ่ายไฟที่มีการกรองและควบคุมอย่างดีจะตัดการใช้งานทั้งหมดนี้ดังนั้นอุปกรณ์ดังกล่าวจะทำงานจาก UPS เครื่องนั้นได้ดี ฉันไม่เคยมีปัญหาใด ๆ กับอุปกรณ์ที่ต่อกับ UPS นี้ เนื่องจากเป็น UPS ที่ทำให้ส่วนประกอบหลักของเครือข่ายในบ้านของฉันทำงานได้ฉันคิดว่าฉันจะสังเกตเห็นว่าพวกเขาเริ่มระบบใหม่ทุกครั้งที่ไฟฟ้าดับ
หนึ่งในเหตุผลที่ฉันไม่ได้ให้ชื่อแบรนด์และรุ่นที่นี่คือมันไม่ได้เป็นคำแนะนำที่ดีมากสำหรับคุณภาพผลผลิตบนแบตเตอรี่ ฉันทดสอบญาติสนิทของ UPS ก่อนหน้าและได้รับผลการทดสอบที่แตกต่างกันมาก:
นี่เป็นรูปคลื่นในอุดมคติของโลกที่แสดงในคำตอบของ fixer1234 คำตอบสำหรับคำถามของฉันข้างต้นคือ "ใช่แล้วพวกเขาทำให้ UPS มีคุณภาพผลผลิตที่ไม่ดี"
และใช่มันสำคัญจริง ๆ ในทางปฏิบัติ ในความเป็นจริงฉันเลือกที่จะทดสอบผลลัพธ์ของ UPS โดยเฉพาะสำหรับคำตอบนี้โดยเฉพาะเพราะมันทำให้เรามีปัญหาในอดีต
เรามีพีซีแบรนด์เนมระดับไฮเอนด์ที่เสียบเข้ากับ UPS นี้และทุกครั้งที่ไฟดับพีซี - และพีซีเท่านั้น - จะรีบูตเองตามธรรมชาติ ทุกอย่างอื่นที่เชื่อมต่อกับ "แบตเตอรี่" ช่องเสียบจะอยู่ได้นานขึ้น มันแปลกมากที่ฉันเขียนโปรแกรมArduinoณ จุดหนึ่งเพื่อเข้าสู่ระบบ "live-ness" ในช่วงหลายสัปดาห์เพื่อลองและตรวจสอบการปล่อยพลังงาน บอร์ดเล็ก ๆ นั้นยังคงทำงานตลอดเวลาแม้ในขณะที่พีซีรีบูต ในที่สุดเราก็ย้ายยูพีเอสนั้นไปยังเซิร์ฟเวอร์เก่าที่มีขนาดใหญ่โดยคาดว่าการโหลดที่หนักกว่านั้นจะทำให้เกิดอาการเดียวกัน แต่ไม่: UPS ได้ทำให้เซิร์ฟเวอร์นั้นทำงานผ่านการจ่ายพลังงานหลายครั้งในขณะนี้
คุณภาพผลผลิตของ UPS นั้นไม่ต่ำกว่าระดับบาร์เรล คุณนั่งหรือยัง นี่เป็น UPS ระดับล่างจาก บริษัท เดียวกันกับที่ทำ UPS สามตัวด้านบน:
โอ๊ย
ตอนนี้คุณจะเห็นว่าเหตุใด UPS ระดับล่างสุดนี้ถึงมีราคาประมาณครึ่งหนึ่งของ UPS ในระดับกลาง
ที่กล่าวว่าฉันไม่เคยเห็นอุปกรณ์ตัวใดตัวหนึ่งที่ต่ออยู่กับ UPS นั้นไม่สามารถใช้กระแสไฟฟ้าดับได้
สรุปผลการวิจัย
อุปกรณ์จำนวนมากไม่สนใจคุณภาพของไฟ AC มากนัก ตัวอย่างสุดขั้วคือหลอดไฟตั้งโต๊ะ แต่อุปกรณ์ใด ๆ ที่มีแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมอย่างดีและมีการกรองที่ดีควรจะรับมือกับอินพุต AC ที่น่าเกลียด
อย่างที่เราได้เห็นด้านบนและในคำตอบอื่น ๆ แม้ว่าจะมีอุปกรณ์ที่จะไม่รับมือกับกำลังไฟฟ้าที่ไม่ดี ในกรณีเหล่านี้คุณต้องใช้ UPS ที่แท้จริง
digressions:
บางการออกแบบเครื่องขยายเสียงมีน้อยมากลบความคิดเห็น มันเป็นปัญหาทางศาสนาในแวดวงออดิโอไฟล์ด้วยกลุ่มหัวรุนแรงที่มีความเชื่อว่าแอมป์ที่ดีที่สุดนั้นแทบไม่มีข้อเสนอแนะเลย
สาเหตุสำคัญอื่น ๆ ของเครื่องขยายเสียง Hum คือลูปกราวด์
นี่คือเหตุผลที่คุณมักเห็นแหล่งจ่ายไฟที่ทำเครื่องหมายว่ายอมรับ 90-260 VAC หรือคล้ายกัน หากแหล่งจ่ายไฟดังกล่าวได้รับ 200 VAC มันจะดึงกระแสครึ่งเดียวราวกับว่าได้ 100 VAC แทนทำให้มันสามารถส่งกำลังไฟเดียวกันกับวงจรขับเคลื่อน P = VI
แม้แต่อุปกรณ์ที่ไม่ค่อยใส่ใจเรื่องพลังงานสะอาดก็ต้องมีตัวกรองพลังงานเข้าเพื่อให้เป็นไปตามข้อบังคับของEMC
สำหรับการเปรียบเทียบกับกล่องควบคุมแบบลิเนียร์ซัพพลายทั่วไปที่ไม่มีการควบคุมอาจลดเสียงรบกวนจาก AC ลงได้ประมาณ 20 เดซิเบล
เดซิเบลเป็นสเกลลอการิทึมที่ทุก 6 เดซิเบลของความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าสองค่าจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงครึ่งหนึ่ง ดังนั้นการลดสัญญาณรบกวนแบบ 80 dB ของระบบควบคุมเชิงเส้นจึงไม่ใช่ 4 ×ดีกว่า 20-ish ที่คุณได้รับจากแหล่งจ่ายไฟที่ไม่มีการควบคุมทั่วไปมันจะดีกว่าประมาณ 1,000 ×! 20 dB ถึง 100 dB ที่คุณได้รับจากตัวควบคุมเชิงเส้นที่ดีจริงๆหมายความว่าเอาต์พุตจะเงียบกว่าอินพุท 10,000 เท่า
สมมติว่าคุณตัดสินใจซื้อ UPS ที่มีไซน์จริงในราคา $ 500 ถึงแม้ว่าคุณจะได้รับ UPS ที่ดัดแปลงไซน์ที่มีคุณภาพที่ดีพร้อมกับรายละเอียดพาดหัวเดียวกันราคา $ 150 ต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ UPS ทั่วไปทุก ๆ 3 ปีซึ่งอาจมีราคา 150-200 เหรียญสหรัฐสำหรับรุ่นจริง นั่นคือ $ 50-66 / ปี× 12 ปี 600 $ 600-800 ทำให้แบตเตอรี่มีราคาที่โดดเด่นในการคำนวณต้นทุน
UPS ที่สูงกว่ามีแนวโน้มที่จะมีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่กว่าสำหรับระดับ VA ที่กำหนดดังนั้นค่าแบตเตอรี่ทดแทนสำหรับแบตเตอรี่ UPS จะขึ้นอยู่กับจำนวนเงินที่คุณจ่ายให้กับ UPS ในตอนแรก คุณอาจเลือกซื้อ UPS ที่ต่ำกว่ากว่าที่คุณต้องการให้กราฟด้านบนเนื่องจากต้นทุนการดำเนินงานระยะยาวจะสูงเกินไปเมื่อใช้ UPS ที่สูงกว่า
