在討論 UPS 或可程式化電源系統時,許多使用者會優先關注功率容量、電壓範圍或效率表現。然而在研發驗證與系統測試領域中,真正影響測試結果是否可靠、是否貼近真實世界的關鍵,往往來自一個容易被忽略的細節——輸出波形(Waveform)。
正弦波(Sine Wave)與方波(Square Wave)的差異,不只是波形形狀不同,而是直接影響設備的行為模式、測試條件的真實性,以及最終數據是否具備參考價值。
正弦波:電網模擬的基礎條件
正弦波是公用電網所提供的標準交流電形式,其特性在於電壓變化平滑、連續,且諧波含量低。現代電力設備的設計、模擬與法規驗證,幾乎都是以正弦波電源作為前提。
在電網模擬(Grid Simulation)的應用中,正弦波不是「選配」,而是「基礎條件」。無論是電壓暫降、頻率偏移、相位變化,或是諧波與間諧波測試,所有電網行為的定義,都是建立在正弦波架構之上。
因此,在實際測試與驗證情境中,正弦波能夠帶來的價值包括:
- 真實重現市電與電網條件,使測試結果具備可重現性
- 符合 IEC 61000 系列等電力品質與電網相關測試需求
- 避免因非理想波形導致的誤判或測試數據失真
對於 AI Server、Data Center 電源模組、EV 充電設備、儲能系統等高度依賴電網行為的應用而言,唯有在正弦波條件下完成的測試,才能反映真實運作情境。
方波:工程設計階段的輔助工具
相較於正弦波,方波的電壓在正負值之間快速切換,結構簡單、容易產生,也因此常見於成本導向或架構較簡單的系統中,例如 Offline UPS 或 Line-interactive UPS 在電池模式下的輸出。
在測試與研發過程中,方波並非「錯誤的電源形式」,而是用途不同。在工程設計初期,方波反而是一個相當實用的工具,常見應用包括:
- 驗證產品在非理想電力條件下的極限行為
- 用於電源電路的設計除錯(debug)與保護機制確認
- 進行功能性或壓力測試,而非性能或法規驗證
簡單來說,方波在工程設計與除錯階段很好用,能幫助工程師快速觀察系統反應與設計邊界。但由於其高諧波特性與非真實電網行為,並不適合用來模擬實際市電或進行正式的電網相關測試。

為什麼電網模擬,必須回到正弦波?
當測試目的從「確認能不能動」轉變為「驗證是否符合真實電網與法規要求」,輸出波形的角色就會徹底不同。電網模擬關注的,是設備在實際併網條件下的行為,而非在極端或簡化電力刺激下的反應。
這也是為什麼在高階電力測試與驗證環境中,正弦波不僅代表電力品質,更代表測試可信度本身。
| 項目 | 正弦波(Sine Wave) | 方波(Square Wave) |
| 波形特性 | 平滑、連續,接近真實市電 | 電壓瞬間切換,諧波含量高 |
| 與電網的相似度 | 極高,可真實模擬電網行為 | 低,非實際電網運作型態 |
| 主要用途 | 電網模擬、法規驗證、性能測試 | 極限測試、設計除錯(Debug)、功能驗證 |
| 測試階段定位 | 系統驗證、法規測試、最終確認 | 研發初期、電路設計與保護機制確認 |
| 常見應用場景 | Grid Simulation、IEC 61000 測試、AI Server / Data Center / EV / ESS | Offline / Line-interactive UPS、電源耐受性測試 |
RPS-5000:以正弦波為核心的電網模擬系統
INFINIPOWER的設計初衷,正是作為一套完整的電網模擬系統,而非僅提供電力輸出。
RPS-5000 以高品質正弦波為核心,能精準控制電壓、頻率與相位,並進一步模擬多種電網條件與異常事件,讓工程師在實驗室中重現真實世界的電網行為。同時,其再生式能量回收架構也大幅降低測試過程中的能耗與散熱需求,使長時間、高功率測試更加可行且符合永續目標。
結語:波形的選擇,反映的是測試的目標
在電力測試領域中,波形的選擇本質上反映了測試的目的。
- 方波,適合用於工程設計階段的極限測試與除錯
- 正弦波,則是電網模擬、法規驗證與真實情境測試的唯一基礎
RPS-5000 作為電網模擬系統,正是建立在高品質正弦波輸出與精準電網行為重現之上,協助工程師在產品正式併網之前,就能在實驗室中完成最貼近真實世界的驗證。





