클린 AC는 어디에나 있기 때문에 일부 전기 장치는 시작 가정으로 설계되었습니다.
AC 전원 품질을 중요시하는 장치
이러한 가정으로 시작하는 장치의 전형적인 예는 1970 년대 초 또는 그 이전에 설계된 아날로그 오디오 전력 증폭기 또는 동일한 라인을 따라 설계된보다 현대적인 부분입니다. 선형 레귤레이션은 이러한 장치에서 실용하기에는 너무 많은 열을 방출하므로, 당시에는 저잡음 스위칭 레귤레이션 기술을 실제로 사용할 수 없었기 때문에 그 당시의 앰프는 기본적으로 조절되지 않은 전력으로 증폭 단계를 직접 구동하도록 설계되었습니다. 앰프의 피드백 양에 따라 더티 파워가 출력 신호의 일부로 표시됩니다 .¹ 이것은 오래된 앰프에서 라인 윙 의 두 가지 주요 원인 중 하나입니다 .²
전력 품질이 장치 작동에 영향을 줄 수있는 회로의 또 다른 예는 유선 전기 드릴 과 같은 AC 모터를 사용하는 것입니다. 모터 속도는 전압이 직접 가하는 전압의 함수입니다. 부드럽게 증가하고 감소하지 않는 전압은 속도 변화를 유발합니다. 수정 된 사인파의 출력 단계는 수백 Hz 영역에 있으므로 수정 된 사인 UPS는 실제로들을 수있는 모터 작동 방식에 변화를 일으킬 수 있습니다.
전력 품질이 전기 드릴에 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 너무 걱정하지 않지만 CPAP 기계 와 같은 품질이 좋지 않은 UPS에서 실행하고 싶지 않은 모터 구동 장치가 있습니다.
SOHO 랙의 장비 중 어느 것이 UPS 전원 출력의 품질에 관심이 있는지에 대한 질문은 각 구성 요소의 전원 공급 장치 설계에 따라 다릅니다.
전원 공급 장치 유형
강력한 전원 공급 장치 필터링 및 조정 기능이있는 장치는 일반적으로 수정 된 사인파의 비 이상성을 신경 쓰지 않습니다. 이러한 장치에 중요한 것은 충분한 RMS 전력을 얻고 전력이 장치의 입력 전압 한계 내에 있다는 것입니다 .³
최신 전자 장치에 사용되는 가장 일반적인 전원 공급 장치는 스위치 모드 전원 공급 장치 입니다. 스위처는 입력 사인파에 약간의 충돌을 가하는 것보다 전력에 대해 훨씬 더 초기 단계를 수행하므로 부하 회로에 깨끗한 전력이 필요한 경우 이미 많은 필터링이 필요합니다.
다른 주요 유형의 전원 공급 장치 레귤레이션은 선형 레귤레이터로 , 일반적으로 저주파 입력 잡음과 리플을 80-100dB 억제합니다. 즉, 약간의 입력 범프가 필터링 및 조정 단계에서 약간의 퍼지로 나올 것입니다. 나는 그 퍼지 때문에 제대로 작동하지 않는 장치의 예를 생각해 보았습니다. 그러나 아무것도 염두에 두지 않습니다. 노이즈를 훨씬 아래로 밀어 넣으면 대부분의 회로에 비해 중요하지 않기 때문에 비효율성에도 불구하고 선형 레귤레이터가 여전히 사용됩니다.
그것은 규제되지 않은 전원 공급 장치를 남깁니다. 이는 변압기가 AC 전압을 감소시킨 다음 일반적으로 정류 및 필터링 하여 울퉁불퉁 한 DC 전압을 생성 한다는 점을 제외하고는 위의 AC 모터와 매우 유사합니다 . 이 3 단계 프로세스는 AC 측 노이즈를 상당히 줄여 주므로, 이러한 전원 공급 장치의 출력 에서 발생하는 노이즈와 리플 이 상당히 깨끗하고 수정 된 사인 UPS에서 나오는 수백 Hz의 해시.
오실로스코프
fixer1234가 자신의 답변에 이미지를 추가 한 후 수정 사인이 그렇게 나쁘지 않을 것이라고 생각 했습니다. 사이클 당 4 단계 이상을 사용한다는 의미입니다. 권리?
나는 과학을 위해 내가 여기 에 가지고있는 모든 UPS의 오실로스코프 를 캡처하기로 결정했습니다 ! 그것들은 모두 같은 회사에 의해 만들어 지지만, 그 회사의 제품군에 따라 다릅니다.
참고로, 필터링되지 않은 AC 라인 전압은 테스트 위치에서 왼쪽에 전압과 시간이 있고 오른쪽에 동일한 파형 의 스펙트럼 플롯 이있는 모습입니다.
스펙트럼 플롯의 왼쪽 가장자리에서 큰 피크는 60Hz 기본 입니다. 보시 다시피 큰 고조파 피크 는 내 벽면 전원이 매우 깨끗하지 않다는 것을 보여줍니다. 가장 큰 것은 플롯 중간에서 120Hz에서 2 차 고조파, 기본에서 30dB 낮아지고 플롯의 오른쪽 가장자리에서 180Hz에서 3 차 고조파가 이어집니다. 그런 다음 85Hz의 미스터리 피크가 있습니다.
왼쪽의 오실로 그램에 표시하기에 충분한 왜곡입니다. 다소 평평한 피크를 확인하십시오.
나는 두 개의 다른 정현 UPS를 테스트했는데, 둘 다 상당히 비쌌다. 그들의 결과는 다음과 같습니다 :
당신의 눈은 당신을 속이지 않습니다.이 특정 UPS의 배터리 AC 출력은 내 벽보다 깨끗합니다! 이 UPS는 온 배터리 출력이 실질적인 차이없이 이상적인 벽 전원에 가깝기 때문에 부하 제한 내에서 모든 전자 장치를 작동시킵니다.
UPS가 오래 지속되면 교체 배터리 비용이 초기 비용을 초과합니다. 따라서 양질 의 UPS를 구매하는 경우 초기 구매 가격보다 UPS 운영 비용 을 더 고려하십시오 .⁶
동일한 제조업체의 미드 레인지 UPS는 동일한 헤드 라인 사양을 가진 실제 사인 UPS의 ⅓ 정도입니다. 아마도 더 작고 가벼울 것입니다. 캐치? 이:
그것은 fixer1234의 게시물에 의해 기대되는 결과보다 훨씬 낫지 만, 그렇지 않습니다. 이 UPS 출력에는 많은 광대역 잡음과 왜곡이있을뿐만 아니라 각 사이클에서 볼 수있는 2 개의 백 히치는 AC 입력 전압이 항상 꾸준히 증가 또는 감소한다고 가정하는 회로를 방해 할 수 있습니다.
그럼에도 불구하고, 잘 필터링되고 조정 된 전원 공급 장치가이 모든 것을 제거하므로 이러한 장치는 해당 UPS에서 제대로 작동합니다. 이 UPS에 연결된 장치에 아무런 문제가 없었습니다. 홈 네트워크의 핵심 구성 요소를 유지하는 것은 UPS이기 때문에 모든 전원 공급 장치에서 재부팅하면 알 수 있다고 생각합니다.
여기서 브랜드 및 모델 이름을 제공하지 않는 이유 중 하나는 배터리 출력 품질에 대한 훌륭한 안내서가 아니기 때문입니다. 나는 이전 UPS와 가까운 친척을 테스트했으며 매우 다른 테스트 결과를 얻었습니다.
이것은 기본적으로 fixer1234의 답변에 표시된 이상적인 파형의 실제 버전입니다. 그렇다면 위의 질문에 대한 대답은 "그렇습니다. 실제로 출력 품질이 높은 UPS를 그렇게 나쁘게 만듭니다."입니다.
그리고 실제로는 실제로 중요 할 수 있습니다. 사실, 나는 과거에 문제를 일으켰 기 때문에이 답변에 대한이 특정 UPS의 출력을 테스트하기로 선택했습니다.
우리는이 UPS에 하이 엔드 브랜드 PC를 꽂았 고, 모든 전원 상태에서 PC와 PC 만 자발적으로 재부팅 할 것입니다. "배터리"콘센트에 연결된 다른 모든 장치는 그대로 유지됩니다. 실제로 전원 손실을 감지하고 감지하기 위해 몇 주에 걸쳐 "라이브 니스"를 기록 하는 Arduino 프로그램을 한 시점에 작성하는 것이 너무 이상했습니다 . 이 작은 보드는 PC가 재부팅 된 후에도 계속 실행됩니다. 결국 UPS는 더 큰 부하로 인해 동일한 증상이 발생할 것으로 예상하면서 UPS를 이전의 대형 서버로 옮겼지만, 아닙니다.
UPS의 출력 품질은 배럴의 바닥이 아닙니다. 앉아 있니? 위의 세 가지 UPS를 모두 만든 동일한 회사의 저가형 UPS는 다음과 같습니다.
아야!
이제이 로우 엔드 UPS 라인의 가격이 미드 레인지 UPS의 절반 정도 인 이유를 알 수 있습니다.
즉, UPS에 꽂혀있는 장치 중 하나가 정전을 통과하지 못하는 것을 본 적이 없습니다.
결론
많은 장치는 AC 전원 품질에 관심이 없습니다. 백열등 데스크 램프를 예로들 수 있지만 잘 조정되고 필터링 된 전원 공급 장치가있는 모든 장치는 못생긴 AC 입력에 대응해야합니다.
우리가 위에서와 다른 답변에서 볼 수 있듯이, 나쁜 입력 전력에 대처하지 못하는 장치가 있습니다. 이러한 경우에는 사인파 UPS가 필요합니다.
위반 :
일부 증폭기 설계에는 부정적인 피드백 이 거의 없다 . 오디오 애호가들에게는 종교적인 문제가 있습니다. 반동적 인 극단 주의자들은 최고의 앰프가 피드백이 거의 없거나 전혀 없다고 믿습니다.
증폭기 잡음의 다른 주요 원인은 접지 루프 입니다.
그렇기 때문에 전원 공급 장치가 90-260 VAC 또는 이와 유사한 것으로 표시되는 경우가 자주 있습니다. 이러한 전원 공급 장치가 200VAC를 입력하면 100VAC를 사용하는 것처럼 전류의 절반 만 소비하여 전원 회로에 동일한 전력을 공급할 수 있습니다. P = VI
청정 전력에 관심이없는 장치조차도 EMC 규정 을 준수하기 위해 전력 흡입구 필터링 이 있어야합니다 .
선형 레귤레이션 케이스와 비교할 때 일반적인 비 조정 전원은 AC 측 노이즈를 약 20dB 줄일 수 있습니다.
데시벨은 각각 A 로그 스케일 차이 6dB마다 두 전압 간의는 두배가 반감된다. 따라서 선형 레귤레이터의 80dB 노이즈 감소는 일반적인 비 조정 전원 공급 장치에서 얻는 20 일보다 4 배 더 좋지 않습니다. 약 1,000 배 더 좋습니다! 정말 우수한 선형 레귤레이터 에서 얻을 수있는 20dB ~ 100dB 드롭 은 출력이 입력보다 10,000 배 더 조용하다는 것을 의미합니다.
동일한 헤드 라인 사양을 가진 $ 150의 양질의 수정 된 사인 UPS를 얻을 수 있다는 사실에도 불구하고 $ 500의 실제 사인 UPS를 구매하기로 결정했다고 가정 해 봅시다. 일반적인 UPS 배터리는 3 년 정도마다 교체해야하는데, 이는 사인 모델의 경우 150-200 달러가 소요될 수 있습니다. 이는 $ 50-66 / yr × 12 년 600 $ 600-800에 해당하므로 배터리 비용이 비용 계산의 주요 요소가됩니다.
고급형 UPS는 지정된 VA 레벨에 대해 물리적으로 더 큰 배터리를 사용하는 경향이 있으므로 UPS 배터리의 교체 배터리 비용은 부분적으로 UPS에 대해 지불 한 금액에 따라 다릅니다. 따라서 장기적인 운영 비용이 고가의 UPS에 비해 너무 높기 때문에 위의 그래프에 제시된 것보다 저가의 UPS를 구매할 수도 있습니다.
