家電閑時(shí)功耗多少?結(jié)果超出想象!
發(fā)布時(shí)間:2017-12-11 來源:Paul Rako 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】你能想象嗎,即使關(guān)閉了家里所有電器的電源,仍有幾百瓦的功耗讓你買單!是誰在耗電?罪魁禍?zhǔn)资遣逶趬Ρ谏系倪m配器,還有電視機(jī)!本文作者分享了使用一個(gè)專門的測量儀(Kill a Watt), 實(shí)時(shí)測量冰箱及打印機(jī)忙時(shí)和閑時(shí)功耗的故事。。。
大多數(shù)工程師喜歡高效和節(jié)約,出于這樣的目的,我買了兩個(gè)交流電表。Kill a Watt是一個(gè)漂亮的測量儀(圖1),可隨時(shí)方便地測量電器的功耗。對于任何電子設(shè)備,它都可以立即顯示測量讀數(shù)。它集成了W-hr功能,但不記錄任何內(nèi)容或?qū)y量結(jié)果輸入到計(jì)算機(jī)。 Kill a Watt顯示電壓、功率、安培數(shù)、功率因數(shù)、頻率、伏安、能量和完成任務(wù)所花的時(shí)間。
圖1:將任何120V ac插頭連接到Kill A Watt,它會讀出功耗、功率因數(shù)和其它參數(shù)。
Kill A Watt不記錄數(shù)據(jù),也不會把數(shù)據(jù)下載到電子表格或圖形程序中。畢竟它只值20美元,我們不能期望太多。我用另一款測量儀Watts Up? Pro(圖2)來記錄數(shù)據(jù),但是這種設(shè)備現(xiàn)在已經(jīng)停產(chǎn)了。Microchip、ADI、ST、Atmel、Silergy等公司都已經(jīng)能生產(chǎn)微型功率計(jì)芯片,希望將來有人能利用這些芯片制造出適合小插座的數(shù)據(jù)記錄儀。 110美元的Watts Up? Pro雖然有點(diǎn)難用,但還算過得去。
先來看看我的Maytag冰箱的功耗情況。捯飭了好一會兒,設(shè)置好了Watts Up? Pro,我準(zhǔn)備讓它工作幾小時(shí)記錄數(shù)據(jù)(圖3)。
圖2: Watts Up?Pro也可以像Kill A Watt那樣測量電器功耗,不過它是將數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中,而且數(shù)小時(shí)的測量數(shù)據(jù)可以下載到計(jì)算機(jī)中。
圖3:Watts Up?Pro記錄了我的Maytag冰箱的運(yùn)行情況。峰值功率接近900W,工作功率200W,平均功率73W。
圖中可以看到冰箱的壓縮機(jī)有一個(gè)大的峰值功率,約900瓦,一兩秒后下降到200W。占空比約為37%,這意味著冰箱的平均功率大約是73W。在硅谷,24/7 W的價(jià)格每年大約在1美元左右,所以我的冰箱每年要花掉我約73美元。
看這些數(shù)據(jù)時(shí)要仔細(xì)。從圖3可以看出,峰值是不相等的,這說明數(shù)據(jù)的采集很粗糙,并且每秒鐘采集的樣本數(shù)太少,因而無法準(zhǔn)確記錄峰值功率。Watts Up? Pro的一個(gè)缺點(diǎn)是采樣率最快只有每秒1個(gè)樣本(圖4)。從圖中可以看到頂部很尖,代表良好的數(shù)據(jù)。峰值功率可能會更大。當(dāng)功率值緩慢降到200W時(shí)出現(xiàn)了一個(gè)階梯,這顯示了Watts Up? Pro.的幅度分辨率限值。
圖4:冰箱電機(jī)開啟的功耗。從圖中可以看出,1秒的采樣率不足以捕獲真正的峰值功率。電機(jī)工作時(shí)功率因數(shù)下降,電壓和頻率基本上穩(wěn)定。
我很高興能夠看到我的家電在使用時(shí)的功耗。我將打印機(jī)插入Watts Up? Pro(圖5),從圖中可以看到,在定影輥加熱時(shí)有一段較長的初始峰值,同時(shí)每一頁從打印機(jī)打印出來時(shí)也出現(xiàn)峰值。跟前面一樣,峰值不等意味著取樣速率不夠快。好的一面是打印機(jī)空閑時(shí)耗電很小。
圖5:Brother打印機(jī)打印時(shí),峰值功耗接近1200W。
在這個(gè)圖表中很難看出打印機(jī)空閑時(shí)的功耗,所以將Y軸轉(zhuǎn)換成對數(shù)刻度(圖6),這樣就很容易看到空閑時(shí)的功耗約為12W,并且最后還會下降到10W。同樣,將圖3的Y軸也轉(zhuǎn)換成對數(shù)刻度,可以看到更多的細(xì)節(jié)——Maytag冰箱空閑時(shí)的功耗約為3W(圖7)。
圖6:使用對數(shù)刻度顯示打印機(jī)的功耗,可以看出空閑時(shí)功耗略高于13W。
圖7:以對數(shù)刻度顯示冰箱空閑時(shí)功率雖小但仍可測量(3W)。
這些測量儀讓我收獲頗豐。值得一提的一件事是我看到我的Denon接收機(jī)靜態(tài)功率很大,超過120W,并且沒有信號。 TI的放大器應(yīng)用工程師Paul Grohe解釋說:“那些現(xiàn)代化的接收器都有一個(gè)DSP,提供音調(diào)控制和混響等功能,即使沒有輸出,它們?nèi)匀幌暮芏喙β?。我有一個(gè)老式Sony模擬立體聲音響,在沒有信號時(shí)消耗的功率低于10W。當(dāng)我去睡覺的時(shí)候,我會關(guān)掉Denon。Grohe說,機(jī)頂盒的情況更糟。因?yàn)橛芯€和衛(wèi)星公司只關(guān)心機(jī)頂盒的價(jià)格是否夠便宜,而不在乎你會為此支付多少電費(fèi)。然而每天關(guān)閉機(jī)頂盒非常麻煩,因?yàn)橹匦麻_啟機(jī)頂盒的時(shí)候,所有數(shù)據(jù)都需要很長時(shí)間才能正常下載。
Kill a Watt是一個(gè)既方便又價(jià)廉的工具。在我購買這些儀表幾年之后,PG&E為智能儀表配上了LED來顯示讀數(shù)。天,幾百瓦的功耗!它們是哪里來的?我明明關(guān)掉了所有的電器呀!罪魁禍?zhǔn)资遣逶趬Ρ谏系臄?shù)個(gè)適配器,以及電視機(jī)的靜態(tài)功耗。因此我在娛樂系統(tǒng)中改用插排,這樣就可以切斷所有設(shè)備的交流電源。可是還有10瓦功耗,它來自何方,我百思不得其解。Grohe替我解開了這一困惑:“哦,如果所有電器的插頭都已經(jīng)拔掉了,那么這10W功耗就是壁爐上的變壓器消耗的。”我想幾個(gè)瓦特我還是可以忍受的,即使這每年會花掉我10美元。
本文轉(zhuǎn)載自電子技術(shù)設(shè)計(jì)。
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