Aș dori să cumpăr un rack UPS care să susțină toate componentele electronice legate de IT într-o cameră SOHO. Aceasta include switch-uri, routere, PC-uri, servere, NAS. În timpul cercetărilor mele am aflat că există diferite tipuri de UPS-uri și cele care generează unde sinusoidale pure sunt cele mai bune. Cu toate acestea, ele sunt, de asemenea, mult mai scumpe decât, de exemplu, UPS-urile cu undă sinusoidală modificate.

Care este aplicația unui UPS cu undă sinusoidală pură? Va oferi avantaje în cazul meu de utilizare sau este o exagerare?

când

5 Răspunsuri 5

AC curat este omniprezent, astfel încât unele dispozitive electrice sunt proiectate împreună cu acesta ca o ipoteză de pornire.

Dispozitive cărora le pasă de calitatea alimentării CA.

Un exemplu clasic de dispozitiv care începe cu o astfel de presupunere este un amplificator de putere audio analogic proiectat în sau înainte de începutul anilor 1970 sau o piesă mai modernă proiectată în același mod. Reglarea liniară aruncă prea multă căldură pentru a fi practic într-un astfel de dispozitiv, tehnologia de reglare a comutării cu zgomot redus nu era cu adevărat disponibilă la acea vreme, astfel încât amplificatoarele din acea perioadă au fost proiectate cu o putere practic nereglementată care conduce direct etapele de amplificare. Puterea murdară apare ca o porțiune a semnalului de ieșire, în funcție de cât de mult feedback are amplificatorul. ¹ Aceasta este una dintre cele două cauze principale ale zumzetului de linie la amplificatoarele vechi.²

Un alt exemplu de circuit în care calitatea puterii poate afecta funcționarea dispozitivului este ceva cu un motor de curent alternativ, cum ar fi un burghiu electric cu cablu, în care viteza motorului este o funcție directă a tensiunii puse peste el. Tensiunea care nu crește și nu scade fără probleme va provoca variații ale vitezei. Pașii de pe ieșirea unei unde sinusoidale modificate se află în regiunea sutelor de Hz, deci un UPS cu sinus modificat poate provoca o modificare a modului în care funcționează motorul pe care îl puteți auzi de fapt.

Deși nu mi-aș face prea multe griji cu privire la ceea ce ar face o calitate slabă a energiei unei burghie electrice, există dispozitive acționate cu motor pe care nu aș vrea să le rulez de la un UPS de calitate slabă, cum ar fi o mașină CPAP.

În ceea ce privește întrebarea dacă vreunui echipament din rack-ul SOHO îi pasă de calitatea puterii UPS, aceasta depinde de proiectarea sursei de alimentare a fiecărei componente.

Tipuri de surse de alimentare

Dispozitivele cu filtrare și reglare puternică a sursei de alimentare nu le pasă în general de non-idealități într-o undă sinusoidală modificată. Tot ceea ce contează pentru un astfel de dispozitiv este că acesta obține o putere RMS suficientă și că puterea se încadrează în limitele de tensiune de intrare ale dispozitivului .³

Cel mai frecvent tip de sursă de alimentare utilizată pentru dispozitivele electronice moderne este sursa de alimentare cu comutare. Comutatoarele fac lucruri mult mai urâte la putere decât pun niște denivelări pe undă sinusoidală de intrare, deci trebuie deja să aibă o mulțime de filtrare dacă circuitul de sarcină necesită o energie curată.

Celălalt tip major de reglare a sursei de alimentare este regulatorul liniar, care suprimă de obicei zgomotul de intrare și frecvența joasă cu 80-100 dB. Asta înseamnă că un pic de bumpiness de intrare va ieși din etapele de filtrare și reglare ca doar un pic de fuzz. Am încercat să vin cu un exemplu de dispozitiv care să funcționeze prost din cauza acestui fuzz, dar nu-mi vine nimic în minte. Când împingeți zgomotul atât de jos, acesta devine indiferent pentru majoritatea circuitelor, motiv pentru care regulatoarele liniare sunt încă utilizate, în ciuda ineficienței lor.

Acest lucru lasă surse de alimentare nereglementate. Acest lucru este la fel ca în cazurile de motor de curent alternativ de mai sus, cu excepția faptului că un transformator scade tensiunea de curent alternativ, care este apoi de obicei rectificat și filtrat pentru a produce tensiune continuă de curent continuu. Acest proces în trei etape reduce considerabil zgomotul din partea AC, astfel încât este posibil să existe dispozitive care sunt construite cu presupunerea că zgomotul și ondularea rezultate la ieșirea unei astfel de surse sunt destul de curate și ar fi supărat de hash de sute de Hz care iese dintr-un UPS cu sinus modificat.

Oscilograme

După ce fixer1234 a adăugat imagini la răspunsul său, m-am gândit că sinusul modificat nu poate fi chiar atât de rău, nu? Adică vor folosi mai mult de patru pași pe ciclu, corect? Dreapta?

Am decis să capturez oscilograme ale tuturor UPS-urilor pe care le am aici pentru Știință! Toate sunt fabricate de aceeași companie, dar sunt din puncte diferite din linia de produse a companiei respective.

Pentru referință, așa arată tensiunea de linie AC nefiltrată la locația de testare, cu tensiune vs timp în stânga și un grafic spectral al aceleiași forme de undă în dreapta:

Marele vârf de la marginea stângă a graficului spectrului este fundamentalul de 60 Hz. Vârfurile armonice mari pe care le vedeți arată că puterea mea de perete aici nu este super-curată. Cea mai mare este cea de-a 2-a armonică la 120 Hz în mijlocul parcelei, la 30 dB în jos față de fundamental, urmată de a 3-a armonica la 180 Hz oprită la marginea dreaptă a parcelei. Apoi, există acel vârf misterios la 85 Hz, pentru care nu am nicio explicație.

Aceasta este o distorsiune suficientă pentru a apărea în oscilograma din stânga: observați vârfurile oarecum aplatizate.

Am testat câteva UPS-uri cu sine adevărat diferite, ambele fiind destul de scumpe. Rezultatul lor arată astfel:

Ochii tăi nu te înșeală: ieșirea de la baterie de la acest UPS este mai curată decât puterea mea de perete! Acest UPS va rula orice dispozitiv electronic în limitele sale de încărcare, deoarece ieșirea pe baterie este la fel de apropiată de puterea ideală de perete pe cât nu face nicio diferență practică.

Dacă un UPS durează suficient, costul bateriilor de schimb depășește costul inițial. Prin urmare, dacă cumpărați UPS-uri de calitate, luați în considerare mai mult costul de funcționare al UPS-ului decât prețul inițial de achiziție

Un UPS mediu de la același producător costă aproximativ ⅓ cel al unui UPS cu sine-adevărat cu aceleași specificații ale titlului. Probabil că va fi și mai mic și mai ușor. Captura? Acest:

Deși acest lucru este mult mai bun decât rezultatul pe care ne așteptăm să îl așteptăm prin postarea fixer1234, nu este frumos. Nu numai că există o mulțime de zgomot pe bandă largă și distorsiuni la ieșirea acestui UPS, aceste două back-hook-uri pe care le vedeți la fiecare ciclu pot enerva circuite care presupun că tensiunea de intrare AC crește sau scade mereu constant.

Cu toate acestea, o sursă de alimentare bine filtrată și reglementată va elimina toate acestea, astfel încât astfel de dispozitive vor funcționa foarte bine de la acel UPS. Nu am avut niciodată probleme cu dispozitivele conectate la acest UPS. Deoarece UPS-ul este cel care menține componentele de bază ale rețelei mele de origine, cred că aș observa dacă ar reporni la fiecare blocare de alimentare.

Unul dintre motivele pentru care nu dau nume de marcă și model aici este că nu este un ghid foarte bun pentru calitatea ieșirii pe baterie. Am testat o rudă apropiată a UPS-ului anterior și am obținut un rezultat de testare foarte diferit:

Aceasta este în esență versiunea reală a formei de undă idealizată prezentată în răspunsul fixer1234. Atunci, răspunsul la întrebarea mea de mai sus este „Da, chiar fac UPS-uri cu o calitate a ieșirii atât de proastă”.

Și da, de fapt poate conta în practică. De fapt, am ales să testez rezultatul acestui UPS special pentru acest răspuns, în special pentru că ne-a dat probleme în trecut.

Aveam un computer de marcă de vârf conectat la acest UPS și pe fiecare blocare de alimentare, PC-ul - și numai PC-ul - va reporni spontan. Orice altceva conectat la prizele „bateriei” ar rămâne sus. A fost atât de ciudat încât am scris de fapt un program Arduino la un moment dat pentru a înregistra „live-ness” în câteva săptămâni pentru a încerca să detectez căderile de energie. Placa aia a rămas tot timpul, chiar și atunci când computerul a repornit. În cele din urmă, am mutat acel UPS pe un server mare și vechi, așteptându-ne că sarcina mai mare va provoca, de asemenea, același simptom, dar nu: UPS-ul a menținut acel server rulând prin mai multe blocaje de alimentare acum.

Calitatea de ieșire a UPS-ului nu este partea inferioară a butoiului. Te așezi? Iată un UPS de ultimă generație de la aceeași companie care a realizat toate cele trei UPS-uri de mai sus:

Acum vedeți de ce această linie low-end de UPS costă aproximativ jumătate din UPS-urile mid-range.

Acestea fiind spuse, nu am văzut niciodată unul dintre dispozitivele conectate la acel UPS nu reușind să treacă printr-o întrerupere a curentului.

Concluzii

Multe dispozitive pur și simplu nu se preocupă prea mult de calitatea alimentării cu curent alternativ. Un exemplu extrem este o lampă de birou cu incandescență, dar orice dispozitiv cu o sursă de alimentare bine reglată și bine filtrată ar trebui să facă față intrării urâte de curent alternativ.

Așa cum am văzut mai sus și în alte răspunsuri, există însă dispozitive care nu vor face față unei puteri de intrare proaste. Pentru aceste cazuri, aveți nevoie de un UPS cu sine adevărat.

Digresiuni:

Unele modele de amplificatoare au foarte puțin feedback negativ. Este o problemă religioasă în cercurile audiofile, extremiștii reacționari considerând că cei mai buni amplificatori au un feedback puțin sau deloc.

Cealaltă cauză majoră a zumzetului amplificatorului este bucla la sol.

Acesta este motivul pentru care vedeți frecvent surse de alimentare marcate ca acceptând 90-260 VCA sau similar. Dacă o astfel de sursă de alimentare primește 200 VCA, va trage pur și simplu jumătate din curent ca și cum ar fi primit 100 VCA, permițându-i să furnizeze aceeași putere la circuitul alimentat. P = VI

Chiar și dispozitivele cărora nu le pasă prea mult de puterea curată trebuie să aibă adesea filtrarea intrării de energie pentru a respecta reglementările EMC.

Pentru comparație cu cazul de reglare liniară, o sursă tipică nereglementată ar putea reduce zgomotul din partea AC cu aproximativ 20 dB.

Decibelii sunt o scară logaritmică în care fiecare 6 dB de diferență între două tensiuni este o dublare sau înjumătățire. Astfel, reducerea zgomotului unui regulator liniar de 80 dB nu este de 4 ori mai bună decât 20-ish pe care o obțineți de la o sursă de alimentare tipică nereglementată, este cu aproximativ 1.000 de ori mai bună! Scăderea de la 20 dB la 100 dB obținută de la un regulator liniar foarte bun înseamnă că ieșirea este de 10.000 de ori mai silențioasă decât intrarea.

Să presupunem că decideți să cumpărați un UPS cu sine adevărat la 500 USD, în ciuda faptului că puteți obține un UPS cu sine modificat de bună calitate, cu aceleași specificații pentru 150 USD. O baterie tipică UPS trebuie înlocuită la fiecare 3 ani sau cam așa ceva, ceea ce ar putea costa 150-200 USD pentru modelul sine-adevărat. Aceasta ajunge la 50-66 USD/an × 12 ani ≈ 600-800 USD, ceea ce face ca bateria să coste elementul dominant în calculul costurilor.

UPS-urile de ultimă generație tind să aibă baterii mai mari din punct de vedere fizic pentru un anumit nivel VA, astfel încât costul bateriei de înlocuire pentru o baterie UPS depinde în parte de cât ați plătit inițial pentru UPS. Prin urmare, ați putea alege să cumpărați un UPS de ultimă generație decât doriți să dați graficele de mai sus, deoarece costul de funcționare pe termen lung ar fi prea mare cu un UPS de ultimă generație.