UPS

Rodzaje zasilaczy UPS


Zasilacze awaryjne z tzw. bierną rezerwą, często nazywane off-line

Mają najprostszą konstrukcję, dlatego zazwyczaj są także najtańsze. Niestety wraz z niską ceną otrzymamy także najskromniejsze możliwości ochronne. Zasilacz off-line podczas normalnej pracy sieciowej przekazuje napięcie wejściowe bezpośrednio na wyjście, praktycznie w ogóle w nie nie ingerując. Jedynie monitorując poziom napięcia.
Nieco bardziej zaawansowane konstrukcje są wyposażone w kilka prostych filtrów przeciwzakłóceniowych, które można znaleźć także w lepszych listwach zasilających. Poziom ochrony w tym przypadku jest minimalny.

Dopiero w momencie zaniku zasilania UPS uruchamia zasilaną z akumulatora przetwornicę i po ustabilizowaniu parametrów zaczyna podawać z niej napięcie do odbiorników. Cały proces uruchamiania falownika trwa długo - nawet kilkadziesiąt milisekund - dlatego co wrażliwsze urządzenia mogą się w międzyczasie wyłączyć.
Ze względu na prostotę konstrukcji podyktowaną ceną, falownik produkujący prąd przemienny z akumulatora dostarcza zazwyczaj napięcie o przebiegu prostokątnym. Co w zasadzie zawęża zakres zastosowania tego typu zasilaczy do kas fiskalnych, czy najmniej wymagających komputerów. Na szczęście tego typu konstrukcje zostały praktycznie całkowicie wyparte z rynku i trudno kupić dziś zasilacz tego typu.

 

Zasilacze awaryjne o topologi line-interactive

Do tej grupy można zaliczyć dziś zdecydowaną większość konsumenckich zasilaczy awaryjnych. Ich konstrukcja po części bazuje na modelach off-line, niemniej w newralgicznych miejscach została dość mocno zmodyfikowana. Zasilacz typu line-interactive podczas pracy monitoruje nie tylko napięcie zasilające, ale także i jego częstotliwość, a także kąt przesunięcia fazowego. Dzięki takiemu rozwiązaniu można w momencie uruchamiana falownika zsynchronizować jego parametry z siecią energetyczną.

Wpływa to bardzo pozytywnie na urządzenia zasilane z UPSa. Przełączenie na pracę z akumulatorów odbywa się szybciej oraz nie powoduje niepotrzebnych zakłóceń. Typowy czas przełączania trybu pracy w zasilaczach line-interactive to kilkanaście milisekund, choć zdarzają się także modele które mieszczą się w kilku. Oczywiście im przełączenie następuje szybciej, tym lepiej ponieważ każdy zanik napięcia, nawet bardzo krótki może (choć nie musi) spowodować nieprawidłową pracę urządzeń podłączonych do UPSa.

Zasilacze line-interactive wyposażone są także bardzo często w tzw. układy AVR (ang. Automatic Voltage Regulation) czyli automatyczne regulatory napięcia zasilającego. Rozszerza zakres napięcia zasilającego przy którym zasilacz UPS może pracować w trybie sieciowym. Jeśli napięcie nieznacznie spadnie (lub podniesie się), jego wartość przy pomocy układu AVR jest korygowana do poziomu zbliżonego nominalnemu.
Prostsze modele off-line w takim wypadku przełączyły by się na pracę z akumulatora. Dopiero przy bardzo znaczących zmianach poziomu napięcia zasilacz line-interactive podobnie jak offline przełącza się na pracę z akumulatorów. Dzięki temu przy nieznacznych wahaniach napięcia możemy bez obaw i bez limitu czasu podyktowanego pojemnością akumulatora pracować. Układ AVR bardzo pozytywnie wpływa także na trwałość akumulatorów.

Większe skomplikowanie układu produkującego napięcie przemienne z akumulatora ma także bardzo pozytywne cechy dla klienta. W zasilaczach line-interactive podczas pracy z akumulatora, produkowane napięcie jest znacznie lepszej jakości. Bez problemu można dostać w handlu zasilacz, którego falownik jest w stanie generować napięcie w pełni sinusoidalne. Dzięki temu tego rodzaju zasilacze awaryjne można stosować do większości urządzeń w tym także do zasilania silników elektrycznych.

 

Zasilacze awaryjne z tzw. podwójną konwersją, lub on-line.

Ich nazwa bierze się z faktu, iż podczas normalnej pracy UPS dokonuje dwukrotnej konwersji napięcia zasilającego. W pierwszej kolejności prostownik zamienia napięcie zasilające z prądu przemiennego na prąd stały. Następnie prądem stałym zasilana jest ładowarka akumulatora oraz  falownik, który zamienia prąd stały z powrotem na przemienny. Tak wygenerowany prąd przemienny podawany jest na wyjście zasilacza.

UPS'y typu online mają szereg zalet. Przede wszystkim zapewniają pełną galwaniczną separację od sieci zasilającej. Nie może być mowy o przepuszczaniu do odbiorników jakichkolwiek zakłóceń, bo sieć nie jest w żaden sposób do nich podłączona. Odbiorniki korzystają zawsze z prądu, który wyprodukowany jest w falowniku końcowym.
Jako że prostownik oraz falownik pracują w trybie ciągłym, nie występuje czynnik przełączania na pracę z akumulatora. W przypadku zaniku napięcia przestaje działać prostownik doładowujący akumulator, ale falownik kontynuuje pracę czerpiąc energię z akumulatora.

Wszystkie zasilacze typu on-line produkują napięcie idealne sinusoidalne, przez co mogą być wykorzystywane do zasilania wszystkich urządzeń jakie tylko można podłączyć do sieci.
Wadą zasilaczy on-line jest niestety ich cena, podyktowana skomplikowaną konstrukcją, a także niska sprawność spowodowana sposobem pracy. W zasadzie wszystkie zasilacze większych mocy są to UPSy typu on-line.



Wybieramy zasilacz awaryjny dla siebie

Wiemy już czym są zasilacze awaryjne, jak działają a także przed czym nas chronią. Nadszedł czas na wybór zasilacza awaryjnego dostosowanego do naszych potrzeb.  Najważniejszą cechą zasilacza awaryjnego jest moc oraz rodzaj podtrzymywanych urządzeń. Dopiero po określeniu tych dwóch cech możemy rozglądać się za odpowiednim modelem UPSa. Po określeniu wymagań obciążeniowych podłączonych do niego urządzeń warto dobrać model o nieco wyższej mocy. Pamiętamy, że zasilacza awaryjnego nie można przeciążać - a przecież podłączony do niego sprzęt z czasem może ulec zmianie na taki, który potrzebuje nieco więcej energii.