【導讀】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(mǎi)單！是誰(shuí)在耗電？罪魁禍首是插在墻壁上的適配器，還有電視機！本文作者分享了使用一個(gè)專(zhuān)門(mén)的測量?jì)x（Kill a Watt）, 實(shí)時(shí)測量冰箱及打印機忙時(shí)和閑時(shí)功耗的故事。。。
大多數工程師喜歡高效和節約，出于這樣的目的，我買(mǎi)了兩個(gè)交流電表。Kill a Watt是一個(gè)漂亮的測量?jì)x（圖1），可隨時(shí)方便地測量電器的功耗。對于任何電子設備，它都可以立即顯示測量讀數。它集成了W-hr功能，但不記錄任何內容或將測量結果輸入到計算機。 Kill a Watt顯示電壓、功率、安培數、功率因數、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(huì )讀出功耗、功率因數和其它參數。
Kill A Watt不記錄數據，也不會(huì )把數據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?jì)xWatts Up? Pro（圖2）來(lái)記錄數據，但是這種設備現在已經(jīng)停產(chǎn)了。Microchip、ADI、ST、Atmel、Silergy等公司都已經(jīng)能生產(chǎn)微型功率計芯片，希望將來(lái)有人能利用這些芯片制造出適合小插座的數據記錄儀。 110美元的Watts Up? Pro雖然有點(diǎn)難用，但還算過(guò)得去。
先來(lái)看看我的Maytag冰箱的功耗情況。捯飭了好一會(huì )兒，設置好了Watts Up? Pro，我準備讓它工作幾小時(shí)記錄數據（圖3）。
圖2： Watts Up？Pro也可以像Kill A Watt那樣測量電器功耗，不過(guò)它是將數據存儲在內存中，而且數小時(shí)的測量數據可以下載到計算機中。
圖3：Watts Up？Pro記錄了我的Maytag冰箱的運行情況。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(zhù)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。
看這些數據時(shí)要仔細。從圖3可以看出，峰值是不相等的，這說(shuō)明數據的采集很粗糙，并且每秒鐘采集的樣本數太少，因而無(wú)法準確記錄峰值功率。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，代表良好的數據。峰值功率可能會(huì )更大。當功率值緩慢降到200W時(shí)出現了一個(gè)階梯，這顯示了Watts Up? Pro.的幅度分辨率限值。
圖4：冰箱電機開(kāi)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。電機工作時(shí)功率因數下降，電壓和頻率基本上穩定。
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(cháng)的初始峰值，同時(shí)每一頁(yè)從打印機打印出來(lái)時(shí)也出現峰值。跟前面一樣，峰值不等意味著(zhù)取樣速率不夠快。好的一面是打印機空閑時(shí)耗電很小。
圖5：Brother打印機打印時(shí)，峰值功耗接近1200W。
在這個(gè)圖表中很難看出打印機空閑時(shí)的功耗，所以將Y軸轉換成對數刻度（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(huì )下降到10W。同樣，將圖3的Y軸也轉換成對數刻度，可以看到更多的細節——Maytag冰箱空閑時(shí)的功耗約為3W（圖7）。
圖6：使用對數刻度顯示打印機的功耗，可以看出空閑時(shí)功耗略高于13W。
圖7：以對數刻度顯示冰箱空閑時(shí)功率雖小但仍可測量（3W）。
這些測量?jì)x讓我收獲頗豐。值得一提的一件事是我看到我的Denon接收機靜態(tài)功率很大，超過(guò)120W，并且沒(méi)有信號。 TI的放大器應用工程師Paul Grohe解釋說(shuō)：“那些現代化的接收器都有一個(gè)DSP，提供音調控制和混響等功能，即使沒(méi)有輸出，它們仍然消耗很多功率。我有一個(gè)老式Sony模擬立體聲音響，在沒(méi)有信號時(shí)消耗的功率低于10W。當我去睡覺(jué)的時(shí)候，我會(huì )關(guān)掉Denon。Grohe說(shuō)，機頂盒的情況更糟。因為有線(xiàn)和衛星公司只關(guān)心機頂盒的價(jià)格是否夠便宜，而不在乎你會(huì )為此支付多少電費。然而每天關(guān)閉機頂盒非常麻煩，因為重新開(kāi)啟機頂盒的時(shí)候，所有數據都需要很長(cháng)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(mǎi)這些儀表幾年之后，PG＆E為智能儀表配上了LED來(lái)顯示讀數。天，幾百瓦的功耗！它們是哪里來(lái)的？我明明關(guān)掉了所有的電器呀！罪魁禍首是插在墻壁上的數個(gè)適配器，以及電視機的靜態(tài)功耗。因此我在娛樂(lè )系統中改用插排，這樣就可以切斷所有設備的交流電源?？墒沁€有10瓦功耗，它來(lái)自何方，我百思不得其解。Grohe替我解開(kāi)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(huì )花掉我10美元。
本文轉載自電子技術(shù)設計。
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