UPS

Zasilacze UPS

Zasilacz awaryjny UPS (z angielskiego: uninterruptible power supply – zasilacz bezprzerwowy) jest to urządzenie, którego działanie polega na podtrzymaniu napięcia zasilającego podczas jego zaniku i zapewnienie działania podłączonych do niego urządzeń. Zasilacz tego typu chroni również podłączone urządzenia przed nagłymi skokami napięcia. Zasilacze UPS stanowią wtórne źródło energii elektrycznej – ich akumulatory ładują się w czasie, gdy napięcie w sieci zasilającej jest prawidłowe.

Podział zasilaczy UPS ze względu na rodzaj pracy

Zasilacze UPS pracujące w trybie offline chronią przed przepięciami, ale nie zapewnia idealnej jakości zasilania podczas spadków napięcia i przepięć. Jest to tryb podtrzymania akumulatorowego. Zasilacze UPS, pracujące w technologii offline, chronią przed większością skoków napięcia. Niwelują zbyt wysokie napięcie i pomagają wyeliminować ponad 90% wszystkich przerw w dostawach energii. Technologia ta najlepiej sprawdza się przy mocy pozornej poniżej 1500 VA. Znajduje zastosowanie np. w małych biurach, domach, przy zabezpieczeniu pojedynczych stanowisk kasowych w sklepach itp.

UPS-y pracujące w trybie line-interactive zapewniają zarówno kondycjonowanie zasilania, jak i podtrzymanie akumulatorowe. Technologia ta jest szczególnie efektywna w lokalizacjach, gdzie zaniki zasilania są zjawiskiem rzadkim, natomiast często występują zakłócenia sieciowe. Zasilacze UPS typu line-interactive są w stanie obsłużyć szeroki zakres wahań napięcia wejściowego przed przełączeniem się na podtrzymanie akumulatorowe. Systemy zasilaczy typu line-interactive są zazwyczaj stosowane przy mocy pozornej poniżej 5000 VA.

Technologia podwójnej konwersji online w pełni zabezpiecza urządzenia przed wszelkimi spadkami napięcia, jego zanikami, przepięciami, które mogą powodować uszkodzenie sprzętu. Tryb pracy online zasilacza awaryjnego jest również nazywany trybem podwójnej konwersji, ponieważ prąd wejściowy przemienny AC zamieniany jest na prąd stały DC, a następnie z powrotem z DC na AC. Konwersja tego typu zapewnia najwyższy stopień izolacji obciążenia od zakłóceń sieciowych. Ponieważ prąd elektryczny przepływa przez zasilacz online niezmiennie, kształt napięcia wyjściowego przybiera kształt idealnej sinusoidy. Oznacza to, że jakość zasilaczy UPS online jest znacznie wyższa od innych technologii. Technologie offline i line-interactive redukują wpływ skoków napięcia, przepięć i podnapięć. Przez niwelację szczytów i spadków, zwiększanie mocy lub przełączanie obciążenia na podtrzymanie akumulatorowe. Jednak problem większości zakłóceń zasilania w obrębie normalnego przebiegu fali wciąż pozostaje nierozwiązany. Zasilacze UPS online nie tylko kondycjonują zasilanie z sieci zasilającej, ale również regenerują kształt fali sinusoidalnej. Podwójna konwersja online to najczęściej stosowany tryb pracy zasilaczy UPS w ochronie dużych centrów danych.

Jak już wcześniej zostało wspomniane, bardzo ważnym parametrem urządzeń UPS jest kształt sinusoidy napięcia wyjściowego. W zależności od rodzaju urządzenia, może to być:

• przebieg prostokątny,
• przybliżona (aproksymowana) sinusoida,
• czysta sinusoida.

Kształt napięcia wyjściowego ma duży wpływ na działanie odbiorników, które podłączone są do zasilacza awaryjnego. Dlatego dobór urządzenia powinien być dyktowany przyszłym jego zastosowaniem. Najlepszym i najbezpieczniejszym rozwiązaniem dla urządzeń,  jest UPS generujący na wyjściu czystą sinusoidę. Dobrym kompromisem między ceną a jakością jest także sinusoida aproksymowana. Do najtańszych rozwiązań należą UPSy, które posiadają na wyjściu przebieg prostokątny.

Innym ważnym parametrem urządzeń UPS jest ich moc. Od jej wielkości zależy ilość urządzeń, jaką będziemy mogli podłączyć do zasilacza, jak również czas pracy akumulatorowej przy danym obciążeniu. Zazwyczaj podawana jest moc pozorna (VA), ale to moc czynna (W) faktycznie określa możliwości obciążenia danego UPS-a i jest niższa od mocy pozornej. W przypadku maksymalnego obciążenia UPS-a, czas pracy na akumulatorach skraca się do ok. 5min. Jest to czas, który pozwala bezpiecznie zapisać pracę i wyłączyć system operacyjny, ale nic więcej. Jeśli zależy nam, aby czas podtrzymania był dłuższy, należy wybrać zasilacz awaryjny, do którego można podłączyć dodatkowy pakiet akumulatorów tzw. Battery pack, albo wybrać odpowiednio silniejszy model.

Żywotność akumulatorów stosowanych w UPS-ach określa się na 3-5lat pracy lub 300 – 500 cykli ładowania. Dużym udogodnieniem jest możliwość samodzielnej wymiany baterii w zasilaczu awaryjnym.

Profesjonalne zasilacze awaryjne wyposażone są w porty komunikacyjne wymienne lub zamontowane na stałe karty sieciowe. Karta sieciowa NMC (Network Management Card) pozwala na zdalne monitorowanie i sterowanie zasilaczem UPS. Użytkownik może zarządzać zasilaczem z kartą NMC poprzez przeglądarkę internetową lub za pomocą dedykowanego oprogramowania obsługującego protokół SNMP.

Zastosowanie zasilaczy UPS

Zasilacze awaryjne UPS znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie używane są urządzenia zasilane energią elektryczną. Spotkamy je zarówno w domu czy biurze, jako zabezpieczenie stanowiska komputerowego, w sklepach przy kasach, boksach sklepowych, w serwerowniach, ale również na halach magazynowych, czy produkcyjnych. Mimo że urządzenia te różnią się od siebie parametrami elektrycznymi, wielkością, zastosowaniem. Główną zasadą działania jest jednak podtrzymanie zasilania podczas braku napięcia sieciowego.