Ever Sineline Pro - awarie mu niestraszne

Testy, które do tej pory mieliśmy okazję czytać zazwyczaj skupiały się na wyglądzie i oprogramowaniu zasilacza, w najlepszym wypadku sprawdzeniu czasu podtrzymania na bateriach. To zdecydowanie za mało, żeby solidnie przetestować możliwości zasilacza awaryjnego. Wszystkie najważniejsze szczegóły w takim wypadku zostaną pominięte. Jak zatem wykonać dobry test, nie wydając fortuny na sprzęt? Okazuje się, że jest sposób.

Mieliśmy zatem miejsce, teraz przydałby się obiekt testu. Nasz wybór padł na jeden z zasilaczy firmy Ever, model z Sineline Pro. To bardzo zaawansowana konstrukcja, która będzie świetnym materiałem porównawczym przy ewentualnych kolejnych testach.

Rodzina Sineline Pro liczy sobie cztery modele różniące się wyłącznie mocą znamionową oraz oczywiście ceną. Są to odpowiednio wersje 2200, 3000, 4000 i 5000 VA. Co ciekawe, producent oferuje płatną rozbudowę słabszych modeli do większej mocy. Zatem jeśli kupimy - dajmy na to - model 2200 VA, który po roku okaże się za słaby, będziemy mogli go bez problemów rozbudować do wersji 3000 VA lub mocniejszej. Trzeba przyznać, że pomysł jest ciekawy. Do testów otrzymaliśmy model pośredni 3000 VA. Pełna specyfikacja techniczna znajduje się poniżej.

Pierwsze dwa modele serii mają duży stosunek mocy czynnej do pozornej, w obu przypadkach przekraczający 90%. To o tyle ważne, że do niektórych konkurencyjnych urządzeń o mocy 3000 VA można dołączyć obciążenie o mocy czynnej zaledwie 2100 W, a w testowanym urządzeniu aż 2800 W. 700 W gratis to w tym przypadku naprawdę duża różnica.

Czego w tabelce nie widać, a powinno ujawnić się na zdjęciach, to nietuzinkowy wygląd całej serii zasilaczy. Oczywiście wygląd w tego typu urządzeniach ma pomniejsze znaczenie, ale trudno nie zachwycić się panelem czołowym wykonanym ze szczotkowanego, a następnie anodyzowanego na czarno aluminium. Sami pewnie przyznacie, że jest on bardzo ładny w swojej prostocie.

Testy zasilacza awaryjnego wymagają specjalistycznego zestawu aparatury badawczej. Najdroższe elementy to generator zapadów, oscyloskop i analizator jakości energii. Ośrodek badawczo-rozwojowy firmy Ever wyposażony jest we wszystkie te urządzenia, a nawet więcej. Oto pełna lista sprzętu, jaki został nam udostępniony na stanowisku testowym.

• Autotransformator laboratoryjny, służący do zmiany wartości napięcia zasilającego urządzenie
• Generator zapadów Schaffner NSG 203A, służący do generowania stanów awaryjnych linii zasilającej
• Analizator jakości energii Fluke 434, do pomiarów ilości harmonicznych w generowanym przebiegu wyjściowym
• Oscyloskop Tektornix TPS 2024 do akwizycji czasu reakcji zasilacza na anomalię oraz faktycznych oscylogramów przejścia
• Regulowane sztuczne obciążenie, do obciążania zasilacza awaryjnego podczas testów
• Zestaw multimetrów Sanwa do kontroli podstawowych parametrów pracy urządzenia
• Komputer z programem serwisowym monitorującym wszystkie aspekty pracy urządzenia.

Jak widać jest tego sporo, a gdyby komuś przyszło do głowy sprawdzanie cen tych urządzeń, to uprzedzam że można za nie kupić niezłej klasy samochód. :)

Sprawdziliśmy większość najważniejszych aspektów pracy zasilacza awaryjnego. Wszystko, czego tak naprawdę na pierwszy rzut oka nie widać:

• praca jałowa
• 50% obciążenia
• 100% obciążenia
• poziom THD dla pracy jałowej
• THD dla 50% obciążenia
• THD dla 100% obciążenia

• czasu przełączenia na akumulatory
• czasu przełączenia na sieć
• oscylogramów przejścia SIEĆ->BATERIA
• oscylogramów przejścia BATERIA->SIEĆ

• czasu przełączenia na akumulatory
• czasu przełączenia na sieć
• oscylogramów przejścia SIEĆ->BATERIA
• oscylogramów przejścia BATERIA->SIEĆ
• oscylogramów przejścia SIEĆ->AVR
• oscylogramów przejścia AVR->SIEĆ

Testy zaczniemy od sprawdzenia jednej ze sztandarowych cech testowanego zasilacza, a więc jakości generowanego przebiegu sinusoidalnego. Aby mieć porównanie, najpierw sprawdzimy jak wygląda sieć zasilająca:

Niestety, jak widać na załączonym oscylogramie, sinusoida sieci zasilającej nie jest idealna. Dziś bardzo trudno o taką „z gniazdka“. Powód jest prozaiczny - podłączamy coraz więcej urządzeń, które generują zakłócenia, przez co i jakość energii dostarczanej do nas jest coraz gorsza.

Dla porównania idealnie czysty sinus pochodzący z falownika testowanego zasilacza awaryjnego. Do kompletu także metryczna harmonicznych. Całkowita zawartość zniekształceń harmonicznych mieści się w 1.8% - to bardzo mało.

Zwiększamy obciążenie zasilacza do 50%, a następnie ponawiamy pomiary.

Powoli zaczyna być widoczne wypłaszczenie wierzchołków sinusoidy. Nadal jednak przebieg wygląda lepiej niż przebieg samej sieci zasilającej, zmienił się nieco procentowy skład harmonicznych, ale THD nadal wynosi jedynie 1.8%

Zwiększamy obciążenie zasilacza do 100% i po raz ostatni ponawiamy pomiary.

Dopiero teraz widać radykalną zmianę. Wierzchołki przebiegu są wyraźnie spłaszczone, a poziom THD podskoczył do 5%. Szczególnie mocno wzrosła trzecia i piąta harmoniczna. Wyższe utrzymują się na bardzo niskim poziomie. Co z tego wynika? Testowany zasilacz sprawuje się wyśmienicie!

Obecnie obowiązująca w Polsce norma PN-EN 50160:1998 określa, że całkowite zniekształcenia harmoniczne sieci zasilającej powinny być mniejsze lub równe 8%. Zatem testowany zasilacz spełnia te warunki z zadatkiem.

Kwestie jakości mamy za sobą, a jak wyglądają czasy przełączania?

Pierwotnie założyliśmy, że będziemy mierzyć niezależnie reakcje zasilacza na zaniki napięcia, a następnie ponownie te same stany, ale spowodowane zapadami napięcia. Szczególnie z tymi drugimi tańsze zasilacze awaryjne mają problemy.

Tutaj jednak okazało się, że przebiegi wyglądają identycznie, z tą różnicą że w przypadku zaników przebieg zasilający po prostu nie jest kontynuowany. Jako że i tak na większości oscylogramów - aby dodatkowo nie zaciemniać obrazu - pokazujemy tylko przebieg wyjściowy z zasilacza awaryjnego, postanowiliśmy przedstawić tylko wyniki z jednej serii testów. Nie ma sensu dublować identycznych wykresów.

Pierwszy oscylogram pokazuje pomiar faktycznego czasu przełączenia zasilacza z sieci na pracę bateryjną. Jak widać testowany Sineline Pro potrzebuje na to zaledwie 4,1 ms. Warto wiedzieć, że większość komputerowych zasilaczy ATX jest projektowana w taki sposób, aby wytrzymać chwilowy zanik napięcia  podczas jednego pełnego okresu, czyli 20 ms.

Drugi oscylogram pokazuje jednocześnie przebiegi napięcia zasilającego oraz wyjściowego z zasilacza awaryjnego. Przebieg z UPS-a kolorowany jest na pomarańczowo, sieci na seledynowo. W tym momencie warto także wspomnieć o jeszcze jednym ważnym aspekcie testowanego zasilacza. Jest nim kontynuacja przebiegu po zaniku zasilania. Dzieje się tak zawsze, niezależnie od tego na którą ćwiartkę przebiegu trafimy. Tę cechę ma niewiele zasilaczy.

Trzeci oscylogram pokazuje ten sam przebieg, ale w nieco innej skali czasowej. Tutaj dokładnie widać przebiegi wyjścia z zasilacza oraz sieci zasilającej przesunięte względem siebie o 4 ms. Sprawdźmy zatem czas powrotu.

Przy podstawie czasu wystawionej na 10 ms na działkę nie widać praktycznie nic, trzeba skrócić ten czas. Dopiero przy 5 ms widać delikatne zakłócenie przebiegu, a ten - w zasadzie - nie do zmierzenia fragment to czas przełączenia baterie -> sieć. Pomiar tego czasu tutaj nie miałby większego sensu, bo już na oscylogramie widać, że jest to grubo poniżej 1 ms.

Wygląda nieźle, a co w przypadku obniżenia napięcia? Sprawdźmy czas reakcji modułu automatycznej regulacji napięcia wyjściowego, czyli AVR.

Kolejny oscylogram przedstawia faktyczną różnicę amplitud napięcia wraz z pomiarem jej wartości. W naszym przypadku 44 V - tyle wystarczyło żeby zasilacz załączył układ automatycznej regulacji napięcia (AVR).

Następny oscylogram przedstawia pomiar czasu przełączenia. W tym przypadku zasilacz potrzebował zaledwie 1.6 ms aby skorygować stan awaryjny. Po raz kolejny mocno poniżej 20 ms określonych przez normę ATX, które każdy zasilacz musi wytrzymać "bez prądu".

Szybkie spojrzenie na załączone oscylogramy powinno wystarczyć na określenie jakości testowanego zasilacza, ale dla osób, które nie spotkały się dotąd z podobnymi danymi podkreślam, że mamy do czynienia z zasilaczem najwyższej klasy. Nic dodać, nic ująć.

Warto wspomnieć także o samej kulturze pracy urządzenia. Tak dużej mocy zasilacz awaryjny wyposażony został oczywiście w aktywne chłodzenie. Wentylator w UPS-ie włącza się tylko po przekroczeniu pewnego progu obciążenia i tylko na pracy z akumulatorów. Przy czym nie jest specjalnie uciążliwy. Jeśli miałbym go porównać do prywatnego APC Smart-UPS 1500 VA, jakiego używam w domu, jest co najmniej o klasę lepiej. Przetwornica zasilacza pracuje z częstotliwością 16 kHz, dlatego podczas pracy nie słychać charakterystycznego świergotania.

Ostatnim z testów jaki przeprowadziliśmy był test czasu autonomii przy 80% obciążenia z podłączonym jednym dodatkowym modułem bateryjnym. Owe 80% przekłada się na obciążenie na poziomie 2250 W, czyli około 10 komputerów z monitorami LCD - albo jeden spory czajnik. ;-) Zaraz po przełączeniu na akumulatory oprogramowanie oszacowało czas pracy na 28 minut.

Sygnał "baterie wyczerpane" został zgłoszony po niecałych 30 minutach, a sam zasilacz wyłączył się po 31 min i 46 sek. Zatem całe 4 minuty później niż pierwotnie ocenił program. Niemniej te 32 minuty to czas, który producent w swoim katalogu podaje jako czas pracy przy 100% obciążeniu, a nie - jak mierzyliśmy - przy 80%. Tutaj drobny minusik za przekłamanie. Abstrahując jednak od tego - mamy świetny wynik. Ponad pół godziny przy obciążeniu ponad 2,2 kW!

Bardzo przyjemną cechą testowanego zasilacza jest utrzymywanie stałej wartości napięcia zasilającego niezależnie od stanu naładowania akumulatorów. Testowaliśmy to do samego końca, tuż przed wyłączeniem nadal rejestrowaliśmy 231,2 V. Tańsze urządzenia mają tendencję do obniżania napięcia wraz z rozładowaniem się akumulatorów, co przy prostym pomiarze czasu pracy za pomocą obciążenia czysto rezystancyjnego przekłada się na znaczne przekłamanie wyników. Moc obciążenia spada wraz ze spadkiem napięcia, co z kolei powoduje przedłużenie czasu pracy na akumulatorach. Tutaj nie ma tego problemu.

Kolejną bardzo ważną cechą testowanego zasilacza awaryjnego jest duża odporność na zwarcia po stronie urządzeń chronionych. Warto zdać sobie sprawę, że tego rodzaju zasilacze służą do ochrony całych sieci komputerowych, a nie pojedynczych stanowisk. Bardzo łatwo zatem wyobrazić sobie sytuację, w której jeden uszkodzony komputer powodujący zwarcie generuje przeciążenie i w konsekwencji wyłączenie całej chronionej sieci.

Nie ulega wątpliwości, że testowany zasilacz należy do urządzeń najwyższej klasy. Podobnie niestety jest z jego ceną. Za model o mocy 3000 VA trzeba zapłacić ok. 5000 złotych. Czy to dużo? Wszystko zależy od stanu naszych finansów. Jeśli zdecydujemy się na tańszy zasilacz awaryjny, trzeba bardzo dokładnie przekalkulować jego zakup, ponieważ może się okazać, że pozorna oszczędność przy zakupie szybko zwróci się w postaci dodatkowych kosztów utrzymania. Poniżej prezentujemy zestawienie najważniejszych cech tego UPS-a w tabeli "Podsumowanie".

Tymczasem zachęcamy do komentowania i lektury poradnika "Jak wybrać zasilacz UPS". Rozwiewamy w nim najczęstsze dylematy i wątpliwości, wyjaśniamy rodzaje złącz i wyjść, a także piszemy o najważniejszych cechach zasilacza awaryjnego. Są też informacje o znacznie tańszych urządzeniach. 

Podziękowanie dla firmy EVER za udostępnienie laboratorium.