Dans quelle mesure les alimentations «à onde sinusoïdale pure» vendent-elles du marketing?

Récemment, j'ai remarqué une tendance chez les fabricants de blocs d'alimentation vantant leurs blocs d'alimentation (générateur ou onduleur de batterie, etc.) comme ayant une sortie d'onde sinusoïdale pure.

J'ai également vu des gens dire que les garanties seraient invalidées si des appareils / camping-cars, etc. sont connectés à autre chose qu'une source d'alimentation avec une sortie d'onde sinusoïdale pure.

Je me demande ce que le monde a fait avant que de telles sources d'énergie existent.

Y a-t-il de la science derrière cela? Un générateur à essence standard avec un bon régulateur de tension automatique (AVR) ou un régulateur à bobine à l'ancienne suffira-t-il à stabiliser la sortie pour faire fonctionner des appareils électroniques sensibles comme les téléviseurs LCD ou les ordinateurs?

Historiquement, les onduleurs (circuits électroniques qui prennent du courant continu et le convertissent en courant alternatif pour simuler la ligne électrique) étaient assez horribles dans les formes d'onde qu'ils produisaient.

Les premiers onduleurs ne produisaient guère mieux que les ondes carrées. Cela signifie qu'ils comprenaient une puissance importante à des fréquences que les appareils n'étaient pas conçus pour gérer. La plupart des appareils destinés à être branchés sur le mur prennent la forme sinusoïdale de la tension pour acquis. Certains pourraient compter sur les pics du sinus étant une tension particulière, tandis que d'autres comptent sur le RMS. Pour une onde sinusoïdale, les pics sont à fois le RMS, alors que pour une onde carrée, le pic et le RMS sont les mêmes. Cela présente un problème pour décider quelle tension onde carrée produire. Si vous correspondez à la ligne d'alimentation en RMS, les ampoules, les grille-pain et autres appareils "stupides" fonctionneront largement. Cependant, les appareils électroniques qui rectifient la pleine onde verront une tension nettement inférieure. Si vous augmentez la tension carrée, vous risquez de saturer et d'endommager les appareils qui utilisent le RMS.$\sqrt{2}$

Les harmoniques supplémentaires dans l'onde carrée peuvent également causer des problèmes par eux-mêmes. Les transformateurs conçus pour la fréquence de la ligne électrique, comme 60 Hz, pourraient ne pas bien gérer les fréquences plus élevées. Ou ces fréquences peuvent provoquer un courant supplémentaire et un échauffement sans qu'elles soient exploitées pour plus de puissance. Les transitions nettes peuvent également surcharger l'électronique qui s'attend à une pente maximale de la tension d'alimentation. Par exemple, un simple condensateur à travers la ligne AC conduirait en théorie un courant infini si la tension changeait infiniment rapidement.

L'étape suivante dans les onduleurs était le "sinus modifié", qui avait un "pas" de masse supplémentaire dans l'onde carrée. Le point ici est que cela réduit la puissance dans les harmoniques par rapport à une onde carrée complète. Cependant, de nombreux problèmes liés aux ondes carrées étaient toujours présents, bien que généralement réduits.

L'électronique moderne qui peut commuter efficacement à plusieurs reprises la fréquence de la ligne électrique peut produire une tension de sortie assez proche d'un sinus, ce qui signifie qu'elle a peu de contenu harmonique. Cela élimine les problèmes de sortie d'onde carrée et de sortie sinusoïdale modifiée, car la ligne électrique elle-même est idéalement un sinus. Il est toujours un peu plus cher de produire des onduleurs avec des sorties sinusoïdales, mais le surcoût n'est plus tant que ça et diminue de plus en plus. Aujourd'hui, les onduleurs à sortie sinusoïdale sont courants.

Notez que les onduleurs destinés à entraîner la ligne électrique vers l'arrière, appelés onduleurs raccordés au réseau , sont tous des signaux sinusoïdaux. Cela est dû à de nombreuses réglementations couvrant ce que vous êtes autorisé à faire avec la ligne électrique, en particulier lorsque vous alimentez en arrière.

Les onduleurs qui ont une sortie "onde sinusoïdale modifiée" peuvent exercer une pression supplémentaire sur certains appareils.

$2\over 3$

Je ne pense pas que la mise en garde soit destinée à s'appliquer aux sources d'énergie non électroniques telles que les générateurs conventionnels (de type non-onduleur).

La forme d'onde bleue dans le diagramme ci-dessus est ce que l'on appelle (en termes marketing) une "onde sinusoïdale modifiée" (comme indiqué) et c'est ce que produisent les onduleurs les moins chers. Il a les caractéristiques souhaitables (ou même essentielles) que la valeur RMS et les valeurs de crête sont les mêmes qu'une onde sinusoïdale, donc un appareil sensible aux crêtes comme une alimentation à découpage pour un CFL voit la même tension que s'il s'agissait d'un sinus et un appareil sensible à la RMS, comme une ampoule à incandescence ou un radiateur, voit la même tension que s'il s'agissait d'une onde sinusoïdale.

L'inconvénient est que les choses qui sont sensibles au taux de changement de tension (condensateurs, bien sûr, et peut-être d'autres) voient un dv / dt beaucoup plus élevé qu'avec une onde sinusoïdale. Cela peut entraîner un stress supplémentaire.

D'après mon expérience (limitée), il est plus susceptible de se manifester comme une obligation de déclasser l'onduleur (par exemple, vous devrez peut-être utiliser un onduleur évalué pour une puissance beaucoup plus élevée que les exigences de charge ou il s'arrêterait) que de causer des dommages réels à la charge.

Les générateurs à essence produisent généralement de très bonnes formes d'onde sinusoïdale, c'est juste la fréquence et l'amplitude qui peuvent être désactivées.

Ce qui est le plus préoccupant, ce sont les onduleurs à onde carrée et à sinusoïdal échelonné. Certains frontaux de correction de facteur de puissance plus anciens (et même nouveaux) ne pouvaient pas suivre ces formes d'onde et ne fonctionnaient pas correctement. Ils contiennent beaucoup de contenu harmonique qui peut faire circuler des courants qui n'étaient pas conçus dans la conception d'origine, donc cela peut être un problème même pour les conceptions non PFC.

La plupart des fabricants de qualité testent aujourd'hui avec ces types de formes d'onde, mais certains peuvent toujours spécifier uniquement le sinus.

Voir l'image ci-jointe de mon compteur WattsUP Pro ES lorsqu'il est connecté à la sortie d'une ancienne unité APC BackUPS Pro 650 pendant environ 30 secondes.

J'avais changé la batterie et essayais de savoir si l'autonomie de la batterie signalée par le logiciel était conforme à ce que j'obtiendrais. La charge était d'environ 20-25 watts. Le compteur relevait 179 Volts RMS (la tension nominale est de 230 V ici) et je me demandais pourquoi. Puis de la fumée est sortie et j'ai tout de suite débranché.

Le compteur est toujours fonctionnel et les résistances CMS de 10 Ohms lisent toujours 10 Ohms, mais le plastique de quatre des résistances a fondu, ainsi que certains des trous fermés (probablement ceux-ci ont été inclus parce que des pièces traversantes ont été utilisées dans une révision du produit).

J'ai fait deux erreurs et j'ai appris deux choses au cours du processus:

1. Je me suis rappelé à tort que les modèles APC avec "Pro" dans le nom étaient des unités avec une véritable sortie sinusoïdale. Apparemment, ce n'était pas le cas (et j'ai vérifié cela en trouvant le manuel par la suite).
2. Le compteur n'est pas vrai RMS. Lisez cette note d'APC concernant les détails. Si j'avais lu cela plus tôt, je déconnecterais probablement le compteur quand j'ai vu la lecture 179V RMS. Ce ne serait pas parce que je m'attendrais à une fusion mais parce que je comprendrais que le compteur ne mesurerait pas correctement la tension et le courant (c'est-à-dire qu'il serait inutile pour ce que j'essayais de faire).

J'ai écrit cette réponse en réponse à des commentaires demandant des exemples de «défaillance catastrophique». BTW, l'unité alimente toujours un commutateur Ethernet, un lecteur multimédia et une télévision LED 32 pouces très bien.

Historiquement et généralement, c'est une mauvaise idée d'utiliser un groupe électrogène bon marché pour un équipement électronique coûteux. En effet, les groupes électrogènes bon marché ont une mauvaise régulation de tension. Mis à part les étincelles, il ne s'agissait pas vraiment de la forme de la forme d'onde.

Les hautes tensions peuvent détruire votre équipement électronique coûteux, les basses tensions détruiront votre réfrigérateur et les changements de tension rapides peuvent vous donner des résultats aléatoires sur votre équipement électronique coûteux.

Mais les équipements électroniques modernes sont souvent beaucoup moins sensibles à ce problème que les anciens équipements électroniques: si votre module d'alimentation peut accepter une entrée de 70 à 250 V CA, il ne sera pas gêné par la tension d'alimentation passant de 110 à 135.

L'alternative à l'utilisation d'un groupe électrogène bon marché est d'utiliser une alimentation CA correctement régulée. En termes modernes, tout bloc d'alimentation correctement régulé aura une sortie sinusoïdale pure, et tout bloc d'alimentation qui n'a pas de sortie d'onde sinusoïdale pure sera si ancien, ou si bon marché et méchant, qu'il ne sera pas correctement régulé.

Dans le passé, vous avez commencé avec l'espoir qu'à moyen terme vous détruiriez votre équipement électrique ou électronique en le suspendant à un générateur typique mal régulé. De plus, vos ampoules ne dureraient pas très longtemps. Mais au moins, ils étaient bon marché à remplacer.

Et en passant, ces grandes centrales au charbon ou nucléaires produisent des ondes sinusoïdales pures parce qu'elles sont soigneusement enroulées pour ce faire. S'ils n'étaient pas si prudents, ils obtiendraient aussi des formes d'onde déformées. Les formes d'onde déformées ne vous dérangeraient pas, mais les sociétés d'alimentation perdraient des sous-stations.

J'ai également entendu des gens dire que tout autre chose qu'une "onde sinusoïdale pure" causerait du "bruit" ou des "harmoniques indésirables" ou "du stress" ou des "dommages" non spécifiés. Comme vous, je suis sceptique quant aux prétendus avantages des ondes sinusoïdales pures .

Avec une seule exception à ce jour (les problèmes avec la technique "CR dropper" ), chaque appareil que j'ai vu jusqu'à présent fonctionnera aussi bien et dans certains cas mieux avec un simple onduleur carré qu'avec un onduleur purement sinusoïdal .

Quand je regarde l'alimentation secteur locale avec un o'scope, la forme d'onde réelle est assez loin d'un sinus parfait. Et donc ces appareils hypothétiques qui ne fonctionneraient pas sur autre chose qu'un sinus presque parfait ne fonctionneront pas lorsqu'ils sont branchés sur une véritable prise murale que j'ai jamais vue.