SOHOの部屋にあるIT関連の電子機器をすべてサポートするラックUPSを購入したいと思っています。これはスイッチ、ルーター、PC、サーバー、NASを含んでいます。私の研究の間に私は UPS の異なったタイプがあり、純粋な正弦波を発生させるものが最もよいことを見つけました。しかし、それらはまた、例えば修正された正弦波UPSのためにその後はるかに高価である
純粋な正弦波 UPS の適用は何ですか。それは私のユースケースの利点を提供するか、またはそれは過剰なものですか？
98 totymedli 2015-05-09
クリーンACはユビキタスなので、それを前提に設計されている電気機器もあります
交流電力の品質を気にするデバイス
このような前提から始まるデバイスの典型的な例は、1970年代初頭以前に設計されたアナログ・オーディオ・パワー・アンプや、同じラインに沿って設計されたより近代的な作品です。リニア・レギュレーションでは熱がこもりすぎて実用的ではなく、低ノイズ・スイッチング・レギュレーション技術も当時はまだなかったため、基本的には無調整の電源を直接増幅段を駆動するように設計されていました。汚れたパワーは、アンプのフィードバック量に応じて、出力信号の一部として現れます¹ これは、古いアンプにおけるライン・ハムの2つの主な原因の1つです
電力品質がデバイスの動作に影響を与える回路のもう一つの例は、コード付き電動ドリルのようなACモータを使用したもので、モータの速度が電圧の直接の関数となっています。滑らかに増減しない電圧は、速度の変動を引き起こします。修正された正弦波の出力上のステップは数百Hzの領域にあるので、修正された正弦波UPSは、あなたが実際に聞くことができるモータの動作方法に変化を引き起こす可能性があります
電力品質が悪いと電気ドリルがどうなるかはあまり気にしていませんが、CPAPマシンのように、品質の悪いUPSから動作させたくないモーター駆動のデバイスがあります
SOHOラックの機器がUPSの出力品質を気にしているかどうかについては、各コンポーネントの電源設計に依存します
電源の種類
強力な電源フィルタリングとレギュレーションを持つデバイスは、一般的に、修正された正弦波の非線形性を気にしません。このようなデバイスにとって重要なのは、十分なRMS電力を得て、その電力がデバイスの入力電圧の限界内にあることだけです
現代の電子機器に使用されている電源の最も一般的な種類は、スイッチモード電源です。スイッチャーは、入力の正弦波にいくつかのバンプを置くよりも、電力にはるかに厄介なことをするので、負荷回路がクリーンな電力を必要とする場合、彼らはすでに多くのフィルタリングを持っている必要があります
電源レギュレーションのもう一つの主要なタイプは、リニアレギュレータで、一般的に低周波入力ノイズとリップルを80～100dB抑制します。つまり、フィルタリングとレギュレーションの段階では、少しの入力のでこぼこが、ほんの少しのファズとして出てくることになります。このファズが原因で動作が悪くなるデバイスの例を考えてみましたが、何も思い浮かびませんでした。ノイズをそこまで押し下げると、ほとんどの回路にとっては取るに足らないものになってしまいます
これは、規制されていない電源を残すことになります。これは、変圧器が交流電圧を低下させ、一般的に整流され、フィルタリングされて、でこぼこした直流電圧が生成されることを除いては、上記のACモーターのケースによく似ています。この3段階のプロセスにより、AC側のノイズが大幅に低減されますので、そのような電源の出力上の結果として生じるノイズやrippleがかなりクリーンであることを前提に構築されたデバイスが存在する可能性があり、修正された正弦波UPSから出てくる数百Hzのハッシュに悩まされることになるでしょう
Oscillograms
fixer1234さんが回答に画像を追加してくれましたというか、1サイクルに4ステップ以上使うんだろ？だろう？
ここにあるすべてのUPSのオシログラムをキャプチャすることにした for Science! これらはすべて同じ会社の製品ですが、その会社の製品ラインの異なるポイントからのものです
参考までに、フィルタリングされていないACラインの電圧は、左に電圧対時間で、右に同じ波形のスペクトルプロットを示しています
スペクトルプロットの左端にある大きなピークは、60 Hz ファンダメンタルです。ハーモニック・ピークを見ると、私の壁の電源が超クリーンではないことがわかります。最大のものは、プロットの中央にある120Hzの第2ハーモニックで、ファンダメンタルから30dB下がっており、続いてプロットの右端にある180Hzの第3ハーモニックがあります。それから85Hzに謎のピークがありますが、これについては説明がつきません
これは左のオシログラムに現れるのに十分な歪みです
私はいくつかの異なる真の正弦波UPSをテストしましたが、どちらもかなり高価なものでした。彼らの出力は次のようになります
あなたの目はあなたを欺いていません: この特定の UPS からの電池上の AC 出力は私の壁の力よりきれいです!この UPS は、その上のバッテリ出力は、理想的な壁の電源に近い実用的な違いはありませんので、その負荷制限内の電子機器を実行します
UPSが十分に長持ちする場合、電池交換のコストは初期費用をオーバーランします。あなたが品質のUPSesを購入している場合は、したがって、初期購入価格.⁶よりもUPSのランニングコストに多くの考慮を与える
同じ製造業者からのミッドレンジ UPS は約 &frac13 同じ見出しの specs の真の正弦 UPS の費用を要します。それはおそらくより小さく、より軽いです。捕獲物か。これ
それが私達が fixer1234 のポストによって期待するために導かれる出力より大いによくである間、それはきれいではないです。このUPSの出力に多くの広帯域ノイズと歪みがあるだけでなく、各サイクルで見るそれらの2つのバックヒッチは、AC入力電圧が常に増加または着実に減少すると仮定した回路を悩ませることができます
それにもかかわらず、よくろ過され、調整された電源はこれのすべてを取り除きます、従ってそのような装置はその UPS からちょうどよく動きます。私はこの UPS に差し込まれた装置との問題を持っていませんでした。それが私のホームネットワークのコアコンポーネントを維持するUPSであるので、それらが電源の点滅ごとに再起動した場合、私は気づくと思います
私がここでブランド名とモデル名を与えていない理由の一つは、それがオンバッテリの出力品質への非常に良いガイドではないということです。私は以前のUPSの近親者をテストして、非常に異なるテスト結果を得ました
これは基本的には、fixer1234さんの回答に示されている理想化された波形の実世界版です。上の質問に対する答えは、”Yes, they really do make UPSes with output quality that bad. “です
そして、はい、それは実際に問題になることがあります。実際、私はこの答えのためにこの特定のUPSの出力をテストすることを選びました、それは過去に私たちに問題を与えたので、特に
私たちは、このUPSに接続されたハイエンドのブランドPCを持っていましたが、電源が切れるたびに、PCは-そしてPCだけが-自然に再起動します。バッテリー」コンセントに接続されている他のすべてのものは起動したままでした。それはとても奇妙なことで、私は実際にArduinoのプログラムを書いて、数週間にわたって「生きていること」をログに記録して、電源が落ちたことを検出しようとしたのですが、それはとても奇妙なことでした。その小さなボードは、PCが再起動したときでさえ、全体の時間を実行したままでした。私たちは最終的に、そのUPSを大きな古いサーバーに移動させました。負荷が重くなれば同じ症状が起こると期待していましたが、そうではありませんでした
そのUPSの出力品質は、バレルの底ではありません。腰が引けていませんか？上の3つのUPSを作ったのと同じ会社のローエンドのUPSがここにあります
Ow!
今、あなたはUPSesのこのローエンドラインは、ミッドレンジUPSesの約半分のコストがかかる理由を参照してください
しかし、私は、そのUPSに接続されたデバイスの1つが停電を乗り切るために失敗するのを見たことがありません
Conclusions
多くのデバイスは、単にAC電源の品質をあまり気にしていません。極端な例としては、白熱灯のデスクランプがありますが、よく制御され、よくフィルタリングされた電源を持つデバイスは、醜いAC入力に対処する必要があります
しかし、上でも他の回答でも見てきたように、入力電力が悪いと対処できないデバイスがあります。このような場合には、真の正弦波UPSが必要です
Digressions:
一部のアンプの設計では、負のフィードバックがほとんどないものもあります。これはオーディオマニアの間では宗教的な問題のようなもので、反動的な過激派は最高のアンプはフィードバックがほとんどないと信じています
アンプのハムのもう一つの大きな原因は、グラウンドループです
これが、90-260 VACまたはそれに類するものを受け入れると記された電源装置を頻繁に目にする理由です。そのような電源が200 VACを取得した場合、代わりに100 VACを取得した場合と同じように単純に半分の電流を引き、電源回路に同じワット数を提供することができます。P=VI
クリーンな電力をあまり気にしない機器でも、電源インレットフィルタリングが、EMCの規制を満たすために必要となることがよくあります
リニアレギュレーションの場合と比較すると、一般的な無レギュレーション電源ではAC側のノイズが約20dB減少します
デシベルは、対数目盛で、2つの電圧間の差が6dBごとに、2倍または1/2になります。したがって、リニア・レギュレータの80dBのノイズ低減は、典型的な非レギュレーテッド電源から得られる20dBの4倍ではなく、約1,000倍の効果があります。本当に優れたリニアレギュレータから得られる20dBから100dBのドロップは、出力が入力の10,000倍も静かであることを意味します
あなたが $150 のための同じ見出しの specs の良質の修正された正弦 UPS を得ることができるという事実にもかかわらず $500 のための真の正弦 UPS を買うことにすることを言ってみましょう。典型的な UPS 電池は真の正弦モデルのための $150-200 を要するかもしれない 3 年かそこらごとに取り替えられる必要があります。それは $50-66/yr × 12 年の &約 $600-800 に来ます、コスト計算の支配的な要素の電池の費用を作る
上限の UPSes はある特定の VA のレベルのための物理的により大きい電池を持つ傾向があります従って UPS の電池のための取り替え電池の費用はあなたが UPS のために最初に支払ったかどれだけ部分的に依存します。そのため、長期的な運用コストが高額なUPSでは高額になりすぎるため、上記のグラフを見る限りでは、ローエンドのUPSを購入することを選択するかもしれません
114 Warren Young 2015-05-09
純粋な正弦波の要件は、主にコンピュータのアクティブ力率改善(PFC)電源に関連しています。これらの電源では、非正弦波はシャットダウンを引き起こし、UPSを持つ目的をすべて打ち破ってしまう可能性があります
このメカニズムについては、2つの説明を見てきました
1つは、この記事で説明したように、PFC PSUがUPSに高い初期負荷をかけ、UPSをシャットダウンする過負荷保護を引き起こす可能性があるということです
もう一つの説明は、UPSメーカーであるCyberPower社のこのデータシートに記載されています
模擬正弦波出力形態では、相変化サイクル中にゼロ出力状態が発生し、その結果、電力の「ギャップ」が発生します。このギャップは、アクティブPFC電源を搭載した機器では、AC電源出力から模擬正弦波出力（バッテリモード）に切り替える際に、電力が遮断される可能性があります
2つの説明は必ずしも相互に排他的なものではなく、それぞれが特定の状況で適用される可能性があります。しかし、両方の説明について、3つの重要な点で一致しています
機器と UPS の特定の組み合わせは、問題があるかもしれないし、ないかもしれない。異なるUPSモデルは、異なるシミュレートされた波形形状を生成する、異なる電源は波形形状に対する感度が異なる、異なる機器構成は、電力負荷対UPS容量が異なる、などがあります
コンピュータのハードウェアがアクティブPFC電源を使用していない場合は、改造された正弦波UPSを使用することは問題ではありません（暗示的には、純粋な正弦波UPSを使用することはメリットではありません）
改造正弦波 UPS を PFC PSU と組み合わせて使用しても、UPS や PSU に物理的な損傷を与えることはありませんが、UPS が電源を入れた状態を維持できなくなる可能性があります。**以下の注意事項を参照してください
警告: この回答はコンピュータのハードウェアに焦点を当てたものであり、UPS から電源を供給される可能性のある他のデバイスに焦点を当てたものではありません。非正弦波電源が特定の他のデバイスと互換性がないという報告を時々見たことがあります。例えば、kinokijufさんの回答では、液晶モニタの蛍光灯バックライトが正弦波UPSに起因すると思われる問題を抱えていることに言及しています。最後に述べた機器の安全性については、他の接続されている機器を対象にしたものではありません
31 fixer1234 2015-05-09
ほとんどのコンピュータ機器のスイッチングモード電源は、ACのノイズに対して多くの許容範囲を持っていますが、それは「修正された正弦波」UPSからOKを実行する必要があることを意味しますが、過熱する可能性があります
しかし、それはmightは、AC電源を直接オフに動作し、ライン電圧に依存するより複雑なデバイスで害を引き起こす、など
経験則としては、お使いのデバイスに別個の「100-240V」電源アダプタがある場合は、修正された正弦波UPSでも問題ないはずです
14 kinokijuf 2015-05-09
これは多少の逸話ですが、サーバーの電源を改造した矩形波電源で給電すると起動しなくなるものがあります
私が働いているところには、トラックに搭載されているサーバー機器があり、それを改造した矩形波インバータで動かしています。これらのサーバ電源は、改造された矩形波AC電源で起動するかどうか、特別にテストされなければなりませんでした。いくつかのオフザシェルシステム(いくつかのDellのボックス)は、インバーターから起動しても起動しません
修正された方形波入力で動作しますが、起動しないので注意してください。つまり、サーバが動作中にインバータ出力に切り替わっていれば問題ありませんが、インバータ/UPS出力から起動することはできません
これは、どのようなユースケースを想定しているかによっては、問題になるかもしれませんし、ならないかもしれません
11 Fake Name 2015-05-10
電源コードを使用して広い部屋にUPSの電力を広げる場合、純粋な正弦波以外のものは、実際には電源ケーブルに沿ったインピーダンス効果のために、より悪い歪みが発生する可能性があります。私は工場で私達が基本的に長いケーブルの余りにも多くのゆがみがモーターを燃やすことができるので長いケーブルの純粋な正弦波の可変周波数モーター コントローラーを使用したこの効果について学びました。私が見たすべての穴の家 UPS は純粋な正弦波であるように見えます
機器に組み込まれたサージストリップやサージ保護は、少なくとも純粋な正弦波であることに近くないUPSの問題かもしれません。私は同じ部屋にあるコンピュータ、テレビ、防犯カメラなどのバックアップ電源が欲しかったので、純粋な正弦波のユニットのためにもっとお金を払ったことの方が安全性の問題でした。私は何かが過熱するかもしれないかどうかを心配する必要はありません。実際、私は電球を内蔵したナイトライトが過熱し、私が今までに得た最も安いUPSに接続されたときに溶融しました。UPSのケースにディップを溶かし、燃え尽きる前に何倍も明るくなっていました。私はそれが60 Hzで設定された抵抗を提供するためにコンデンサを使用していたと信じていますが、UPSの高調波は、あまりにも多くの電力がコンデンサを通過するので、より少ない見かけの抵抗を引き起こしました
2 Michael John Lake 2016-02-11
