Якою мірою маркетинговий оберт джерел живлення "чистої синусоїди"?

Останнім часом я помітив тенденцію, коли виробники джерел живлення рекламують свої живлення (генератор або інвертор акумуляторів тощо) як чисті синусоїди.

Я також бачив людей, які заявляють, що гарантії будуть недійсними, якщо пристрої / будинки для будинків тощо будуть підключені до чогось іншого, ніж джерело живлення з чистою синусоїдою.

Цікаво, що робив світ до існування таких джерел живлення.

Чи за цим стоїть наука? Напевно, стандартного бензинового генератора з хорошим автоматичним регулятором напруги (AVR) або старомодним регулятором котушки буде достатньо для стабілізації виходу для роботи чутливої ​​електроніки, як РК-телевізори чи комп'ютери?

Історично склалося, що інвертори (електронні мікросхеми, які приймають живлення постійного струму і перетворюють його на змінного струму для імітації лінії електропередач) були досить жахливими у створених ними хвилях.

Ранні інвертори виробляються трохи краще, ніж квадратні хвилі. Це означає, що вони включали значну потужність на частотах, з якими пристрої не були розроблені. Більшість пристроїв, які призначені для підключення до стінного живлення, приймають синусову форму напруги як належне. Одні можуть розраховувати, що піки синуса є певною напругою, а інші розраховують на RMS. Для синусоїди піки знаходяться при рази більше RMS, тоді як для квадратної хвилі пік і RMS однакові. Це представляє проблему у вирішенні того, яку квадратну хвилю напруги виробляти. Якщо ви підходите до лінії електропередач в RMS, то лампочки, тостери та інші "німі" пристрої значною мірою спрацьовують. Однак електронні пристрої, які випрямляють лінію, побачать значно нижчу напругу. Якщо підняти напругу квадратної хвилі, ви можете перевантажити та пошкодити пристрої, що використовують RMS.$\sqrt{2}$

Зайві гармоніки в квадратній хвилі також можуть створювати проблеми самостійно. Трансформатори, призначені для частоти електропередач, як 60 Гц, можуть не справлятися з більш високими частотами. Або ці частоти можуть спричинити додатковий струм і нагрівання, не використовуючи їх для отримання більшої потужності. Різкі переходи також можуть перевантажувати електроніку, яка очікує максимального нахилу від напруги живлення. Наприклад, просто простий конденсатор по лінії змінного струму теоретично проводив би нескінченний струм, якби напруга змінювалося нескінченно швидко.

Наступним кроком в інверторах був «модифікований синус», який мав додатковий заземлений «крок» у квадратній хвилі. Суть у тому, що це зменшує потужність у гармоніках відносно повної квадратної хвилі. Однак багато проблем із квадратними хвилями все ще були, хоча загалом зменшувалися.

Сучасна електроніка, яка може ефективно перемикати часто частоту лінії електропередачі, може виробляти вихідну напругу, що є досить близькою до синусу, а це означає, що вона має малий гармонійний вміст. Це усуває проблеми з квадратними хвилями та модифікованими синусоїдами, оскільки сама лінія електропередач в ідеалі є синусом. Виробляти інвертори з синусоїдальними виходами ще трохи дорожче, але додаткові витрати вже не такі великі і стають стабільно нижчими. Сьогодні синусоїдальні вихідні інвертори поширені.

Зауважте, що інвертори, призначені для приведення лінії електропередачі назад, іменовані інверторами сітки , - це синусоїдальний вихід. Це пов'язано з безліччю правил, які стосуються того, що вам дозволяється робити з електромережею, особливо коли ви живите живлення назад.

Інвертори, які мають вихід "модифікованої синусоїди", можуть створювати додаткові навантаження на деякі пристрої.

$2\over 3$

Я не думаю, що застереження покликане застосовуватись до неелектронних джерел живлення, таких як звичайні (неінверторні) генератори.

Синя форма хвилі на наведеній вище діаграмі називається «модифікованою синусоїдою» (як зазначено) і це те, що виробляють найбільш недорогі інвертори. Він має бажані (або навіть істотні) характеристики, щоб значення RMS та пікові значення були такими ж, як синусоїда, тому пристрій, що чутливий до піку, як джерело живлення комутації для CFL, бачить таку ж напругу, як якщо б це було синусом хвиля, а чутливий до RMS пристрій, такий як лампочка розжарювання або нагрівач, бачать таку ж напругу, як якщо б це була синусоїда.

Нижня сторона полягає в тому, що речі, які чутливі до швидкості зміни напруги (конденсатори, напевно, і, можливо, інші), бачать набагато більше dv / dt, ніж при синусоїді. Це може спричинити додатковий стрес.

На моєму (обмеженому) досвіді, швидше за все, це проявиться як вимога знизити інвертор (якби ви, можливо, доведеться використовувати інвертор із значно більшою потужністю, ніж вимоги до навантаження, або він буде відключений), ніж щоб завдати фактичної шкоди навантаження.

Бензинові генератори зазвичай виробляють дуже хороші синусоїди, тому що частота та амплітуда можуть бути відключені.

Що більше турбує, це квадратні хвилі та ступінчасті конструкції ДБЖ. Деякі старі (і навіть якісь нові) передні кінці коректора коефіцієнта потужності не могли відслідковувати ці сигнали і не працюватимуть належним чином. Вони містять багато гармонійного вмісту, який може спричинити течію струмів, які не були розроблені в оригінальній конструкції, тому це може бути проблемою навіть для конструкцій, що не належать до ПФУ.

Сьогодні більшість виробників якості перевіряють такі форми сигналів, але деякі з них все-таки можуть вказати лише синус.

Дивіться додане зображення мого вимірювача WattsUP Pro ES при підключенні до виходу старого пристрою APC BackUPS Pro 650 протягом приблизно 30 секунд.

Я змінив акумулятор і намагався з'ясувати, чи відповідає час роботи батареї, повідомлений програмним забезпеченням, тому, що я отримаю. Навантаження становила близько 20-25 Вт. Лічильник зчитував 179 вольт RMS (номінальна напруга тут 230 В), і мені було цікаво, чому. Потім вийшов дим, і я негайно все відключив.

Лічильник все ще функціонує, і 10-Ом SMD-резистори все ще читають 10 Ом, але пластик на чотирьох резисторах розплавився разом з деякими закритими отворами (ймовірно, вони були включені, тому що наскрізні отвори використовувалися в одна ревізія товару).

Я допустив дві помилки і дізнався дві речі в процесі:

1. Я неправильно згадав, що моделі APC з "Pro" в назві були одиницями з справжнім синусоїдальним виходом. Мабуть, це було не так (і я це підтвердив, знайшовши посібник згодом).
2. Лічильник не відповідає дійсності. Прочитайте цю примітку APC стосовно деталей. Якби я прочитав це раніше, я, мабуть, відключив лічильник, коли побачив зчитування 179 В RMS. Це було б не тому, що я очікував би краху, а тому, що я зрозумів би, що лічильник не буде правильно вимірювати напругу та струм (тобто це було б марно для того, що я намагався зробити).

Цю відповідь я написав у відповідь на коментарі, в яких просив приклади "катастрофічної невдачі". До речі, пристрій все ще забезпечує живлення комутатором Ethernet, медіаплеєром та 32-дюймовим світлодіодним телевізором.

Історично та загалом погана ідея використовувати дешевий набір для дорогого електронного обладнання. Це тому, що дешеві генсети мають слабке регулювання напруги. Крім іскроутворення, це насправді не було форми форми хвилі.

Висока напруга може зруйнувати ваше дороге електронне обладнання, низька напруга знищить ваш холодильник, а швидкі зміни напруги можуть дати випадкові результати на вашому дорогому електронному обладнанні.

Але сучасне електронне обладнання часто набагато менш чутливе до цієї проблеми, ніж старе електронне обладнання: якщо ваш штепсельний пристрій може приймати від 70 до 250 В змінного струму, це не буде турбувати напруга живлення, що піднімається від 110 до 135.

Альтернативою для використання дешевого генератора є використання правильно регульованого джерела живлення змінного струму. У сучасних умовах будь-який належним чином регульований блок живлення матиме чистий синусоїдальний вихід, а будь-який блок живлення, який не має чистого синусоїдального сигналу, буде настільки древнім, настільки дешевим і неприємним, що не буде належним чином регульований.

У старі часи ви починали з того, що в середньостроковій перспективі ви знищите своє електричне або електронне обладнання, повісивши його на типовий погано регульований генератор. Крім того, ваші лампочки не будуть довго працювати. Але принаймні їх було дешево замінити.

І, до речі, ці великі вугільні або атомні електростанції випускають чисті синусоїди, тому що їх обережно намотують. Якби вони не були такими обережними, вони також отримали спотворені форми хвиль. Спотворені форми хвиль не будуть вас турбувати, але енергопостачальні компанії втратять підстанції.

Я також чув людей, які говорять про те, що що-небудь, крім "чистої синусоїди", нібито спричинить "шум" або "небажані гармоніки", "стрес" або невизначений "збиток". Як і ви, я скептично ставлюсь до передбачуваних переваг чистих синусоїд .

З одним лише винятком до сих пір (в проблеми з на «CR крапельниці» техніки), кожен пристрій я бачив до сих пір буде працювати так само добре і в деяких випадках краще з допомогою простого інвертора меандру , ніж з хвильовим інвертором чистого синуса .

Коли я дивлюся на локальну мережу живлення за допомогою екрана, фактична форма хвилі є далеко не ідеальною синусом. І тому ці гіпотетичні пристрої, які нібито не працюватимуть ні на що, окрім майже ідеального синуса, не працюватимуть, коли підключатись до будь-якої реальної розетки, яку я коли-небудь бачив.