Alimentación de amplificadores de 1.8 GHz: una revisión de la realidad
En este artículo, buscamos datos para los operadores de cable que podrían haber escuchado declaraciones anecdóticas sobre el consumo de energía de los amplificadores de 1.8 GHz.
Hemos medido varios amplificadores heredados de 1.0 GHz y 1.2 GHz para compararlos con nuestros nuevos amplificadores de 1.8 GHz. De los amplificadores medidos, hemos tabulado dos extensores de línea y dos amplificadores de sistema que representan muy bien los amplificadores heredados existentes. El consumo de energía de las generaciones de amplificadores de 1.0 GHz y 1.2 GHz está a la par con los nuevos amplificadores de 1.8 GHz, al menos cuando el amplificador de 1.8 GHz funciona a plena potencia y considerando solo la potencia activa. Esto se muestra en Tabla 1.
Sin embargo, los resultados pueden ser engañosos ya que la tabla muestra la potencia útil (también conocida como potencia activa [W]) y no la potencia total (también conocida como potencia aparente [VA]). La potencia total es interesante porque las facturas de electricidad se basan en ella y los suministros de energía de la red deben alimentarla en la red. Nosotros necesitamos Tabla 2 para ver la diferencia. Muestra una comparación de dos extensores de línea, donde el amplificador heredado (proveedor A) no incluye la función de corrección del factor de potencia (PFC), mientras que el Teleste El amplificador de 1.8 GHz tiene PFC nativo.
La diferencia entre la potencia total y la potencia útil se denomina potencia reactiva. La potencia reactiva proporciona un campo magnetizado requerido por las cargas inductivas. La relación entre la potencia útil y la potencia total se denomina factor de potencia. Cuando el factor de potencia es uno, el consumo de corriente de una fuente de alimentación de red es ideal. Cuando el factor de potencia es 0.8, los amplificadores consumen más corriente de la que realmente utilizan. ¿Pero esa corriente más alta es un problema real o imaginario? El problema es real, ya que la mayor corriente requiere más de las fuentes de alimentación de la red y provoca mayores pérdidas en los cables coaxiales y otras cargas que tienen resistencia, como los pasivos. Las Figuras 1 y 2 ilustran lo que esto significa en la práctica. Figura 1 y XNUMX muestra tres amplificadores de sistema de 1.0 GHz en cascada sin PFC. Los amplificadores utilizan 60 W, pero su potencia total es de 75 VA por amplificador.
Figura 2 y XNUMX muestra tres amplificadores de sistema de 1.8 GHz en cascada con PFC. Si bien la potencia útil de los amplificadores en ambas figuras es igual, los amplificadores sin PFC consumen una mayor corriente de la fuente de alimentación de la red. Esta corriente más alta conduce a una mayor pérdida de potencia en los cables coaxiales. La diferencia de 30 W es real y las redes de cable existentes equipadas con amplificadores heredados (sin PFC) ya la toleran hoy. Entonces, las buenas noticias: cuando se actualizan las redes de cable existentes, los nuevos amplificadores de 1.8 GHz (con PFC) no provocan olas de inversión debido a las nuevas fuentes de alimentación de la red. En cambio, la energía ahorrada puede alimentar amplificadores de refuerzo adicionales cuando la distancia entre las estaciones de amplificadores de alta ganancia es especialmente larga.
Después de discutir las pérdidas de energía en los cables coaxiales y los beneficios de PFC, algunos lectores perspicaces pueden preguntar, ¿podemos sumar los ahorros en Tabla 3? Sí, pero sólo hasta cierto punto. Sin embargo, no es posible comparar 381 W (225 VA + 156 W) con 306 W (180 VA + 126 W) directamente y decir que PFC ahorra 75 W por dos razones principales que están fuera del alcance de este artículo. En primer lugar, en las redes reales, la propia red, incluso sin amplificadores PFC, actúa como un PFC pobre debido a los elementos que contiene. En segundo lugar, sin ir al coseno ø, sumar la potencia útil (W) y la potencia total (VA) desafía las leyes de la física.
Los cálculos se pueden hacer para ambas cascadas de amplificadores, pero generalizar los resultados calculados para cubrir otros casos conduciría a conclusiones erróneas. En su lugar, se pueden ofrecer algunas reglas generales basadas en mediciones reales. El beneficio de tener PFC en los amplificadores es de un 5% a un 20% menos de consumo de energía. La longitud de los cables, la cantidad de amplificadores, la calidad de las fuentes de alimentación de la red y si hablamos de potencia útil o total, afectan su magnitud. Si bien la industria del cable ha discutido el consumo de energía desde el principio, nos gustaría poner los VA en el pedestal cuando se realicen actualizaciones de la red de 1.8 GHz. Los vatios puros pueden llevar a conclusiones erróneas.
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