AC bersih ada di mana-mana, sehingga beberapa perangkat listrik dirancang dengan asumsi awal.
Perangkat Yang Peduli Tentang Kualitas Daya AC
Contoh klasik perangkat yang dimulai dengan asumsi seperti itu adalah penguat daya audio analog yang dirancang pada atau sebelum awal 1970-an, atau bagian yang lebih modern yang dirancang di sepanjang jalur yang sama. Regulasi linier membuang terlalu banyak panas untuk menjadi praktis dalam perangkat seperti itu, teknologi regulasi switching dengan noise rendah tidak benar-benar tersedia pada saat itu, dan karenanya amp pada waktu itu dirancang dengan daya yang pada dasarnya tidak diatur secara langsung mengarahkan tahap amplifikasi. Daya kotor muncul sebagai bagian dari sinyal keluaran, tergantung pada seberapa banyak umpan balik yang dimiliki amplifier. ¹ Ini adalah salah satu dari dua penyebab utama dengung saluran di ampli lama .²
Contoh lain dari sirkuit di mana kualitas daya dapat mempengaruhi operasi perangkat adalah sesuatu dengan motor AC, seperti bor listrik yang dijalin dgn tali , di mana kecepatan motor adalah fungsi langsung dari tegangan yang diletakkan di atasnya. Tegangan yang tidak naik dan turun dengan lancar akan menyebabkan variasi dalam kecepatan. Langkah-langkah pada output dari gelombang sinus yang dimodifikasi ada di ratusan wilayah Hz, sehingga UPS sinus yang dimodifikasi cenderung menyebabkan perubahan dalam cara motor berjalan yang sebenarnya dapat Anda dengar.
Meskipun saya tidak akan terlalu khawatir tentang apa yang akan dilakukan oleh kualitas daya yang buruk untuk bor listrik, ada perangkat yang digerakkan oleh motor yang saya tidak ingin jalankan dari UPS berkualitas rendah, seperti mesin CPAP .
Mengenai pertanyaan apakah ada peralatan di rak SOHO Anda yang peduli dengan kualitas output daya UPS, itu tergantung pada desain catu daya masing-masing komponen.
Jenis Catu Daya
Perangkat dengan penyaringan dan pengaturan catu daya yang kuat umumnya tidak peduli tentang ketidakidealan dalam gelombang sinus yang dimodifikasi. Yang penting bagi perangkat tersebut adalah mendapatkan daya RMS yang cukup dan daya berada dalam batas tegangan input perangkat. ³
Jenis catu daya yang paling umum digunakan untuk perangkat elektronik modern adalah catu daya mode sakelar . Switchers melakukan banyak hal yang lebih jahat pada daya daripada membenturkan beberapa gelombang sinus input, sehingga mereka harus memiliki banyak penyaringan jika sirkuit beban membutuhkan daya bersih.
Jenis utama lain dari peraturan catu daya adalah regulator linier , yang biasanya menekan kebisingan input frekuensi rendah dan riak sebesar 80-100 dB. Itu berarti sedikit kekasaran input akan keluar dari tahap penyaringan dan regulasi hanya sebagai sedikit fuzz. Saya sudah mencoba memberikan contoh perangkat yang akan berjalan buruk karena fuzz itu, tetapi tidak ada yang terlintas dalam pikiran. Ketika Anda mendorong kebisingan sejauh itu, itu menjadi tidak penting bagi sebagian besar sirkuit, itulah sebabnya regulator linier masih digunakan, meskipun tidak efisien.
Yang menyebabkan catu daya tidak diatur. Ini sangat mirip dengan kasus motor AC di atas kecuali bahwa transformator mengurangi tegangan AC, yang kemudian biasanya diperbaiki dan disaring untuk menghasilkan tegangan DC bergelombang. Proses tiga tahap ini mengurangi kebisingan sisi AC secara signifikan, ⁵ jadi ada kemungkinan bahwa ada perangkat yang dibangun dengan asumsi bahwa kebisingan yang dihasilkan dan riak pada output dari pasokan semacam itu cukup bersih, dan akan terganggu oleh hash ratusan-Hz keluar dari UPS modifikasi-sinus.
Osilogram
Setelah fixer1234 menambahkan gambar ke jawabannya , saya pikir, diubah sinus tidak bisa benar-benar menjadi yang buruk, benar? Maksud saya, mereka akan menggunakan lebih dari empat langkah per siklus, bukan? Baik?
Saya memutuskan untuk menangkap osil semua UPS yang saya miliki di sini untuk Sains! Semuanya dibuat oleh perusahaan yang sama, tetapi mereka berasal dari titik yang berbeda dalam lini produk perusahaan itu.
Untuk referensi, inilah yang terlihat seperti tegangan saluran AC tanpa filter di lokasi pengujian, dengan tegangan vs waktu di sebelah kiri dan plot spektrum dengan bentuk gelombang yang sama di sebelah kanan:
Puncak besar di tepi kiri plot spektrum adalah fundamental 60 Hz . Puncak harmonik besar yang Anda lihat menunjukkan bahwa kekuatan dinding saya di sini tidak super bersih. Yang terbesar adalah harmonik ke-2 pada 120 Hz di tengah plot, 30 dB turun dari fundamental, diikuti oleh harmonik ke-3 pada 180 Hz di tepi kanan plot. Lalu ada puncak misteri pada 85 Hz, yang saya tidak punya penjelasan.
Ini adalah distorsi yang cukup untuk muncul dalam osilogram di sebelah kiri: perhatikan puncak yang agak rata.
Saya menguji beberapa UPS true-sine yang berbeda, yang keduanya cukup mahal. Output mereka terlihat seperti ini:
Mata Anda tidak menipu Anda: output AC dengan baterai dari UPS khusus ini lebih bersih daripada daya dinding saya! UPS ini akan menjalankan perangkat elektronik apa pun dalam batas muatannya, karena output pada baterai sedekat mungkin dengan daya dinding yang ideal karena tidak ada perbedaan praktis.
Jika sebuah UPS berlangsung cukup lama, biaya baterai pengganti melebihi biaya awal. Jika Anda membeli UPS yang berkualitas, oleh karena itu, beri lebih banyak pertimbangan untuk biaya operasional UPS dibandingkan dengan harga pembelian awal.⁶
UPS kelas menengah dari pabrik yang sama harganya sekitar ⅓ dari UPS true-sine dengan spesifikasi judul yang sama. Mungkin akan lebih kecil dan lebih ringan juga. Tangkapan? Ini:
Meskipun itu jauh lebih baik daripada output yang kita harapkan dari posting fixer1234, itu tidak cantik. Tidak hanya terdapat banyak gangguan pita lebar dan distorsi pada output UPS ini, kedua halangan belakang yang Anda lihat pada setiap siklus dapat mengganggu sirkuit yang menganggap tegangan input AC selalu meningkat atau berkurang dengan mantap.
Namun demikian, catu daya yang disaring dan diatur dengan baik akan menghapus semua ini, sehingga perangkat seperti itu akan berjalan dari UPS dengan baik. Saya tidak pernah memiliki masalah dengan perangkat yang terhubung ke UPS ini. Karena UPS yang menjaga komponen inti jaringan rumah saya, saya pikir saya akan perhatikan jika mereka reboot pada setiap blip daya.
Salah satu alasan mengapa saya tidak memberikan nama merek dan model di sini adalah bahwa itu bukan panduan yang sangat baik untuk kualitas output pada baterai. Saya menguji kerabat dekat dari UPS sebelumnya dan mendapatkan hasil tes yang sangat berbeda:
Ini pada dasarnya adalah versi dunia nyata dari gelombang ideal yang ditunjukkan dalam jawaban fixer1234. Maka, jawaban untuk pertanyaan saya di atas adalah, "Ya, mereka benar-benar membuat UPS dengan kualitas output yang buruk."
Dan ya, itu sebenarnya penting dalam praktik. Bahkan, saya memilih untuk menguji output UPS khusus ini untuk jawaban ini secara khusus karena telah memberi kita masalah di masa lalu.
Kami memiliki PC merek-nama kelas atas yang dicolokkan ke UPS ini, dan pada setiap blip daya, PC - dan hanya PC - yang akan reboot secara spontan. Segala sesuatu yang terhubung ke outlet "baterai" akan tetap terjaga. Sangat aneh bahwa saya benar-benar menulis sebuah program Arduino pada satu titik untuk mencatat "live-ness" selama beberapa minggu untuk mencoba dan mendeteksi putus daya. Papan kecil itu tetap berjalan sepanjang waktu, bahkan ketika PC reboot. Kami akhirnya memindahkan UPS itu ke server lama yang besar, berharap bahwa beban yang lebih berat juga akan menyebabkan gejala yang sama, tetapi tidak: UPS telah membuat server itu berjalan melalui beberapa gangguan daya sekarang.
Kualitas output UPS itu bukan yang terendah. Apakah kamu duduk? Berikut ini UPS kelas atas dari perusahaan yang sama yang membuat ketiga UPS di atas:
Ow!
Sekarang Anda tahu mengapa garis low-end UPS ini berharga sekitar setengah dari UPS mid-range.
Yang mengatakan, saya belum pernah melihat salah satu perangkat dicolokkan ke UPS yang gagal melewati pemadaman listrik.
Kesimpulan
Banyak perangkat tidak peduli tentang kualitas daya AC. Contoh ekstrem adalah lampu meja pijar, tetapi perangkat apa pun dengan catu daya yang diatur dengan baik dan tersaring dengan baik harus mengatasi input AC yang buruk.
Seperti yang telah kita lihat di atas dan di jawaban lain, ada beberapa perangkat yang tidak dapat mengatasi daya input yang buruk. Untuk kasus-kasus ini, Anda memerlukan UPS yang benar-benar asli.
Digesti:
Beberapa desain penguat memiliki umpan balik negatif yang sangat sedikit . Ini adalah masalah agama di kalangan audiophile, dengan para ekstremis reaksioner yang meyakini amplifier terbaik hanya memiliki sedikit umpan balik.
Penyebab utama lain dari penguat hum adalah ground loop .
Inilah sebabnya mengapa Anda sering melihat catu daya bertanda menerima 90-260 VAC atau serupa. Jika catu daya seperti itu mendapat 200 VAC, itu hanya akan menarik setengah arus seolah-olah mendapat 100 VAC, yang memungkinkannya untuk memberikan watt yang sama ke rangkaian bertenaga. P = VI
Bahkan perangkat yang tidak terlalu peduli dengan daya bersih harus sering memiliki penyaringan inlet daya untuk memenuhi peraturan EMC .
Untuk perbandingan dengan kasus regulasi-linier, pasokan tipikal yang tidak diregulasi mungkin mengurangi kebisingan sisi AC sekitar 20 dB.
Desibel adalah skala logaritmik di mana setiap perbedaan 6 dB antara dua tegangan adalah penggandaan atau separuh. Dengan demikian, pengurangan kebisingan 80 dB dari regulator linier tidak 4 × lebih baik dari 20-ish yang Anda dapatkan dari catu daya biasa yang tidak diregulasi, sekitar 1.000 × lebih baik! Penurunan 20 dB ke 100 dB yang Anda dapatkan dari regulator linier yang sangat baik berarti output 10.000 kali lebih tenang daripada input.
Katakanlah Anda memutuskan untuk membeli UPS true-sine seharga $ 500 terlepas dari kenyataan bahwa Anda bisa mendapatkan UPS sinus dimodifikasi berkualitas baik dengan spesifikasi judul yang sama seharga $ 150. Baterai UPS yang khas perlu diganti setiap 3 tahun atau lebih, yang mungkin berharga $ 150-200 untuk model true-sine. Itu berarti $ 50-66 / tahun × 12 tahun ≈ $ 600-800, menjadikan baterai sebagai elemen dominan dalam perhitungan biaya.
UPS kelas atas cenderung memiliki baterai yang secara fisik lebih besar untuk level VA tertentu, sehingga biaya penggantian baterai untuk baterai UPS sebagian tergantung pada seberapa banyak Anda membayar UPS pada awalnya. Karena itu, Anda mungkin memilih untuk membeli UPS kelas bawah daripada yang mungkin Anda ingin berikan grafik di atas karena biaya operasi jangka panjang akan terlalu tinggi dengan UPS kelas atas.
