クリーンACはどこにでもあるため、一部の電気機器はそれを出発点として設計されています。
AC電力品質を重視するデバイス
このような前提から始まるデバイスの古典的な例は、1970年代初期またはそれ以前に設計されたアナログオーディオパワーアンプ、または同じラインに沿って設計されたより近代的な製品です。このようなデバイスでは実用的ではないため、線形調整は熱を放出しすぎるため、当時は低ノイズのスイッチング調整技術が実際には利用できなかったため、当時のアンプは基本的に調整されていない電力で増幅段を直接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、古いアンプのラインハムの 2つの主な原因の1つです。²
電力品質がデバイスの動作に影響を与える可能性のある回路のもう1つの例は、コード付き電動ドリルなどのACモーターを使用するもので、モーターの速度は電圧に直接関係します。スムーズに増減しない電圧は、速度の変動を引き起こします。変更された正弦波の出力のステップは数百Hzの領域であるため、変更された正弦UPSは実際に聞こえるモーターの動作方法に変化を引き起こす可能性があります。
電動ドリルの電力品質の低下がどうなるかについてはあまり心配しませんが、CPAPマシンなどの低品質のUPSから実行したくないモーター駆動のデバイスがあります。
SOHOラック内の機器のいずれかがUPSの出力の品質を重視するかどうかという質問については、各コンポーネントの電源の設計に依存します。
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備えたデバイスは、通常、修正された正弦波の非理想性を気にしません。そのようなデバイスにとって重要なのは、十分なRMS電力を取得し、電力がデバイスの入力電圧制限内であることだけです。³
最新の電子機器に使用される最も一般的な種類の電源は、スイッチモード電源です。スイッチャーは、入力正弦波にいくつかのバンプを置くよりも電力に対して非常に厄介なことを行うため、負荷回路にクリーンな電力が必要な場合は、すでに多くのフィルタリングが必要です。⁴
もう1つの主要な電源レギュレーションは、リニアレギュレータです。これは通常、低周波入力ノイズとリップルを80〜100 dB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から、ほんの少しのあいまいさとして、入力の多少の凹凸が出てくるということです。私はそのファズのためにうまく動作しないデバイスの例を考え出そうとしましたが、何も思い浮かびません。ノイズをそこまで下げると、ほとんどの回路にとって重要ではなくなります。そのため、効率が悪いにもかかわらず、リニアレギュレータがまだ使用されています。
規制されていない電源が残ります。これは、多くの変圧器は、次いで、典型的には、AC電圧、減少することを除いて、上記ACモータの場合と同様であり、整流およびフィルタリングさでこぼこDC電圧を生成するために。この3段階のプロセスにより、AC側のノイズが大幅に削減されます。したがって、そのような電源の出力に生じるノイズとリップルはかなりクリーンで、修正正弦波UPSから発生する数百Hzのハッシュ。
オシログラム
後fixer1234は彼の答えに画像を追加、私は変更された正弦が本当にあることができなかった、と思ったことを悪い、右？つまり、サイクルごとに4つ以上のステップを使用するということですね。右？
科学のために私がここに持っているすべてのUPSのオシログラムをキャプチャすることにしました！それらはすべて同じ会社によって作られていますが、それらはその会社の製品ラインの異なる点からのものです。
参考として、これは、テスト位置でのフィルタなしのACライン電圧の様子です。左側に電圧対時間、右側に同じ波形のスペクトルプロットがあります。
スペクトルプロットの左端の大きなピークは60 Hzの 基本波です。あなたが見る大きな高調波のピークは、ここの私の壁の力が超きれいではないことを示しています。最大のものは、プロットの中央にある120 Hzでの2次高調波であり、基本波から30 dB下がり、その後、プロットの右端で180 Hzにある3次高調波です。次に、85 Hzに謎のピークがありますが、これについては説明しません。
これは、左のオシログラムに現れるのに十分な歪みです。やや平らなピークに注意してください。
いくつかの異なる真の正弦UPSをテストしましたが、どちらもかなり高価でした。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からのバッテリーのAC出力は、私の壁の電力よりもきれいです！このUPSは、バッテリーの出力が理想的な壁の電力に近く、実用的な違いがないため、負荷制限内で電子デバイスを実行します。
UPSの寿命が十分に長い場合、交換用バッテリーの費用が初期費用を上回ります。したがって、高品質のUPSを購入する場合は、初期購入価格よりもUPSのランニングコストを考慮してください。⁶
同じメーカーのミッドレンジUPSのコストは、同じ見出し仕様の真のUPSの約costsです。おそらくもっと小さくて軽いでしょう。キャッチ？この：
これは、fixer1234の投稿で期待される出力よりもはるかに優れていますが、見栄えはよくありません。このUPSの出力には広帯域のノイズと歪みがたくさんあるだけでなく、各サイクルで見られる2つのバックヒッチは、AC入力電圧が常に増加または減少することを想定する回路を悩ますことがあります。
それにもかかわらず、十分にフィルタリングされ、調整された電源はこれをすべて除去するので、そのようなデバイスはそのUPSからうまく動作します。このUPSに接続されたデバイスで問題が発生したことはありません。ホームネットワークのコアコンポーネントを維持するのはUPSであるため、すべての電源投入時にそれらが再起動するかどうかに気付くと思います。
ここでブランド名やモデル名を挙げていない理由の1つは、バッテリー上の出力品質のあまり良いガイドではないことです。以前のUPSの近親者をテストしたところ、まったく異なるテスト結果が得られました。
これは基本的に、fixer1234の回答に示されている理想的な波形の実際のバージョンです。上記の私の質問に対する答えは、「はい、彼らは本当に出力品質のUPSをそれほど悪くします」です。
そして、はい、それは実際には重要です。実際、過去に問題が発生したため、この回答に対するこの特定のUPSの出力をテストすることにしました。
このUPSには、高級ブランドのPCが接続されており、すべての電源投入時に、PC（およびPC のみ）が自発的に再起動しました。「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アップのままになります。とても奇妙なことで、実際にある時点でArduinoプログラムを作成して、電源ドロップアウトを検出して検出するために数週間にわたって「ライブ」を記録しました。その小さなボードは、PCが再起動しても、ずっと実行され続けました。最終的にそのUPSを大きな古いサーバーに移動しました。重い負荷でも同じ症状が発生することを期待していましたが、いいえ：UPSは現在いくつかの電源ブリップをそのサーバーで実行し続けています。
そのUPSの出力品質は、バレルの底ではありません。座っていますか？上記の3つのUPSをすべて製造した同じ会社のローエンドUPSを次に示します。
わあ！
UPSのこのローエンドラインがミッドレンジUPSの約半分のコストである理由がわかりました。
そうは言っても、UPSに差し込まれたデバイスの1つが停電を乗り越えられないのを見たことはありません。
結論
多くのデバイスは、AC電源の品質をあまり気にしません。極端な例としては白熱灯がありますが、適切に調整およびフィルタリングされた電源を備えたデバイスは、anyいAC入力に対処する必要があります。
しかし、上記および他の回答で見たように、悪い入力電力に対処しないデバイスがあります。これらの場合には、真のサインUPSが必要です。
余談：
アンプの設計によっては、負のフィードバックがほとんどありません。これはオーディオファンの宗教的な問題であり、反動の過激派は最高のアンプにはほとんどフィードバックがないと信じています。
アンプハムのもう1つの主な原因は、グラウンドループです。
これが、90-260 VACまたは同等のものを受け入れるようにマークされた電源を頻繁に見る理由です。そのような電源装置が200 VACを取得すると、100 VACを取得したかのように電流の半分を消費するだけで、同じワット数を受電回路に供給できます。P = VI
クリーン電力をあまり気にしないデバイスでさえ、EMC規制に適合するために、多くの場合、電源インレットフィルタリングが必要です。
リニアレギュレーションの場合と比較するために、一般的なレギュレートされていない電源はAC側のノイズを約20 dB減らすことがあります。
デシベルであり、対数目盛差の毎6デシベル 2つの電圧のが倍増又は半分です。したがって、リニアレギュレータの80 dBのノイズリダクションは、一般的なレギュレートされていない電源から得られる20イッシュよりも4倍優れているわけではなく、約1,000倍優れています！優れたリニアレギュレータから得られる20 dB〜100 dBの低下は、出力が入力の10,000倍静かであることを意味します。
同じ見出し仕様の高品質の修正正弦UPSを150ドルで入手できるにもかかわらず、真の正弦UPSを500ドルで購入するとします。典型的なUPSバッテリーは3年ごとに交換する必要がありますが、これは真の正弦モデルで150〜200ドルかかる場合があります。これは、年間50〜66ドル×12年≈600〜800ドルであり、バッテリーのコストがコスト計算の主要な要素になります。
ハイエンドUPSは、特定のVAレベルに対して物理的に大きなバッテリーを持つ傾向があるため、UPSバッテリーの交換バッテリーコストは、UPSの元々の支払額に一部依存します。したがって、上記のグラフよりも低価格のUPSを購入することを選択できます。これは、高価格のUPSでは長期の運用コストが高すぎるためです。
