Nepřerušitelný zdroj napájení: účel a typy. Schéma dvojité konverze. Jak dlouho vydrží baterie UPS?

Nepřerušitelný zdroj napájení, UPS, UPS- jakmile toto jednoduché zařízení není voláno, schopné poskytovat nepřetržité dodávka energie na zvláště významných místech. Mezi taková zařízení patří především jaderné elektrárny, ropné komplexy, rafinerské komplexy a zařízení sociální infrastruktury.

Neméně důležité je nepřerušované napájení a doma: efektivní provoz místních počítačových sítí a osobních počítačů přímo závisí na elektřině. V případě výpadků proudu nebo při jeho úplném vypnutí umožní počítači pracovat několik desítek minut, což stačí k uložení potřebných dat a bezpečnému vypnutí počítače.

Je jasné že Ceny UPS pro jeden počítač a Ceny UPS pro velkou produkci se budou navzájem lišit. Proto výběr UPS/UPS, potřebujete vědět o určitých typech takových zařízení.

Klasifikace a typy UPS

Na základě různých parametrů, UPS se obvykle dělí na několik typů. Pokud je jako určující faktor použit výkon UPS, pak mezi nimi vynikají zařízení s vysokým, středním a nízkým výkonem. Ta či ona výkonová třída se používá pro různé účely a je jasné, že použití výkonu v řádu stovek wattů nebude pro jeden počítač v domácnosti úplně vhodné.

Další klasifikační parametr, který definuje typy UPS, považuje se za princip fungování samotných systémů nepřerušitelného napájení. Z tohoto důvodu kategorie UPS jako online (on-line), offline (off-line) a lineárně-interaktivní (line-interaktivní).

Offline nepřerušitelný zdroj energie při běžném provozu zajišťuje připojení k hlavní napájecí síti. V nouzovém režimu se napájení přepne na záložní zdroje, v tomto případě baterie. Hlavní výhoda UPS offline typu zůstává jeho jednoduchost provedení a nenáročnost v práci.

Linka interaktivní UPS kromě spínacího zařízení obsahují stabilizátor vstupního napětí. To znamená nepřerušitelný zdroj energie tohoto typu nejen poskytuje autonomní napájení zařízení při výpadku proudu, ale také chrání před podpětím nebo přepětím bez generálního přepnutí do nouzového režimu.

Online nepřerušitelný zdroj energie postavena na principu dvojité konverze napětí. Střídavé napětí přiváděné na vstup se pomocí usměrňovače přeměňuje na konstantní napětí a poté se pomocí střídače opět stává střídavým. To vše přispívá k ustavení stabilní úrovně výstupního napětí a také tlumí rušení hlavního napájecího zdroje.

Hlavním účelem nepřerušitelného zdroje napájení (UPS) je dočasně zajistit napájení zařízení během výpadků proudu. Připojení počítačů přes UPS je akceptováno všude. Je pravda, že pro mnoho uživatelů je to jakési „pravidlo dobrých mravů“ a praktický význam tohoto rituálu jim uniká. "No, UPS chrání váš počítač před přepětím..." Pokusme se přijít na to: co, před čím a jak nepřerušitelný zdroj napájení chrání?

Podle vnitřní struktury a logiky provozu jsou všechny UPS rozděleny do tří tříd: pasivní, linkově interaktivní a UPS s dvojitou konverzí. Podle toho se v různé míře vyrovnávají s haváriemi v elektrické síti a patří do různých cenových kategorií.

Pasivní(stand-by, VFD, back-UPS, redundantní) zdroje jsou nejjednodušší a nejlevnější. V nich je napájecí obvod baterie obvykle vypnutý a spustí se pouze při výpadku síťového napětí. Doba přepnutí ze síťového provozu na bateriový je v desetinách sekundy a výstupní signál při provozu na baterie se znatelně liší od „správné“ sinusovky. Na vstupu těchto UPS je zpravidla instalován jednoduchý odrušovací filtr a rychločinná pojistka. První částečně vyhlazuje impulsní šum a druhý by měl pracovat s výrazným zvýšením napětí v síti. Pasivní UPS jsou určeny k napájení domácích a kancelářských počítačů. Malý „pokles“ výstupního napětí v době přepnutí na baterii není pro počítačové zdroje hrozné.

Linka interaktivní(line-interactive, VI, Smart-UPS) UPS se vyznačují tím, že mají vždy zapnutý bateriový napájecí obvod. Když napětí na vstupu „nepřerušitelného zdroje napájení“ zmizí, jeho výstupní zásuvky se téměř okamžitě přepnou na interní převodník - tento přechod je pro napájená zařízení téměř nepostřehnutelný. Kromě toho je mnoho line-interactive UPS schopno automaticky udržovat výstupní napětí 220 V. To se provádí dvěma způsoby.

Zatímco síťové napětí je v rozsahu od 175 do 275 V, aktivuje se mechanismus AVR (Automatic Voltage Regulation, automatický regulátor napětí). Pokud se vstupní napětí odchyluje o 10 až 25 % pod nominální hodnotu, UPS zvýší výstupní napětí o 15 %. Když se vstupní napětí odchyluje o 10 % až 25 % nad nominální hodnotu, UPS sníží napětí o 15 %. Pokud je síťové napětí mimo limity, linkově interaktivní UPS se přepne na bateriové napájení. V tomto režimu pokračuje v práci, dokud se síťové napětí nevrátí do normálu nebo dokud se nevybije baterie. Takové UPS by však neměly být považovány za stabilizátory napětí. Režim „stabilizace“ je vynucený a krátkodobý!

V UPS s dvojitou konverzí(dvojitá konverze, VFI, Online-UPS) výstupní napětí je vždy napájeno z převodníku, převodník neustále běží z baterie a baterie je průběžně dobíjena ze sítě. Ve skutečnosti jsou vstup a výstup UPS vzájemně galvanicky odděleny a na výstup je přiváděno stabilizované napětí. Toto je nejspolehlivější, ale zároveň neekonomické schéma. Samotný UPS se ukazuje jako drahý, velký a těžký, měnič se velmi zahřívá a vyžaduje chlazení ventilátorem a energetické ztráty při přeměně dosahují desítek procent.

UPS s dvojitou konverzí se používá pouze k napájení serverů a počítačů v kritických případech. Takové modely se zřídka prodávají - obvykle se dodávají na objednávku. Pro napájení pracovních počítačů si s největší pravděpodobností pořídíte pasivní, maximálně linkově interaktivní UPS.

Výkon zdrojů nepřerušitelného napájení se obvykle udává ve voltampérech (VA, VA). Chcete-li tyto hodnoty převést na známější watty (W), musíte vynásobit výkon ve voltampérech faktorem 0,6. Například UPS s jmenovitým výkonem 600 VA poskytne energii spotřebičům s maximální spotřebou 360 wattů. Pokud dáte velkou zátěž, proudová ochrana bude fungovat a „nepřerušitelné“ se vypne. V praxi je žádoucí poskytnout asi 30% výkonovou rezervu. Nejběžnější UPS 600 nebo 650 VA jsou tedy vhodné pro napájení počítače s reálnou spotřebou 200-250 wattů a monitoru, který odebírá o cca 30-60 wattů více.

Pokud to uspořádání počítačů v místnosti umožňuje, je výhodnější použít jednu výkonnou UPS místo několika malých. Pro dva kancelářské počítače budete potřebovat nepřerušitelný zdroj s kapacitou cca 1000 VA. Pro napájení tří počítačů stojících vedle sebe stačí jeden zdroj o výkonu cca 1400 VA.

Před čím tedy UPS chrání?

Filtry v napájecím zdroji počítače a monitoru také dobře omezují impulsní šum ze sítě. Dva filtry jsou však lepší než jeden! Důležitá je také přepěťová ochrana. Pokud dojde například k přepálení nulového vodiče ve stínění, může se ve vývodu objevit napětí téměř 380 V. V tomto případě se v napájecích zdrojích počítačů a monitorů obvykle spálí varistory a pojistky. Oprava je levná, ale vyžaduje čas. Teoreticky by měl UPS reagovat na přepětí dříve, než shoří pojistky v zařízení, které je k němu připojeno.

Ochrana dat je však na prvním místě. Pokud dojde k nouzovému vypnutí počítače, všechny neuložené informace budou ztraceny. UPS vám umožňuje buď uložit otevřené dokumenty a elegantně se vypnout, nebo přepnout počítač do režimu spánku. Ruční ukládání dokumentů je nejjednodušší. Po přepnutí na bateriové napájení začne UPS hlasitě pípat. Jakmile uslyšíte takové varování - zkontrolujte, zda je vše uloženo. Dále se podívejte na situaci: buď prostě vypněte počítač, nebo jej uveďte do režimu spánku.

Pro umožnění automatizace je nutné připojit ovládací port (USB nebo RS-232, podle modelu) zdroje nepřerušitelného napájení k počítači signálovým kabelem a nainstalovat do počítače potřebný software. Bohužel mnoho uživatelů o této možnosti ani neví! UPS je řízena vestavěným mikrokontrolérem. Jeho firmware (firmware) neustále monitoruje napětí a proudy v externích obvodech, při zapnutí a periodicky za provozu provádí testování elektroniky a baterie. Na řídicí port také vysílá informace o aktuálním režimu provozu, stavu komponent UPS. Prostřednictvím kabelu jsou tato data odesílána do počítače, kde jsou zpracována monitorovacím programem.

Pro práci s UPS je vhodné využít program nabízený jejím výrobcem. Například pro APC (www.apc.com) je to program Power-Chute, pro Ippon (www.ippon.ru) - WinPower2009 a Ippon Monitor atd. Program lze nainstalovat z disku, který je součástí sady , ale je lepší si stáhnout maximálně jeho nejnovější verzi ze stránek výrobce.

V nastavení aplikace je potřeba nastavit možnosti automatického vypnutí. Na výběr jsou zpravidla dvě možnosti: buď vypnout počítač po určité době po přepnutí na záložní napájení, nebo to udělat nějakou dobu před očekávaným úplným vybitím baterií.

Jak dlouho může být "bespereboynik" schopen pracovat na baterii?

Záleží na kapacitě baterie a spotřebě energie. Většina oblíbených modelů má jednu baterii s napětím 12 V a kapacitou 7 Ah. Teoreticky má UPS s takovou baterií energetickou rezervu asi 80 watthodin. Zjednodušeně řečeno by měl napájet zátěž o výkonu 80 W po dobu cca 1 hodiny, 160 W cca půl hodiny, 300 W cca 15 minut atd. Reálně je tato doba s přihlédnutím k převodním ztrátám zhruba poloviční. že.

Ve zdrojích s výkonem nad 800 VA se obvykle instalují dvě stejné baterie nebo jedna, ale s větší kapacitou. Tabulky nebo kalkulačky pro určení výdrže baterie při různé zátěži pro různé modely jsou uvedeny na stránkách výrobců. Nicméně „offhand“ lze předpokládat, že jakýkoli model bude schopen napájet zátěž svého jmenovitého výkonu po dobu asi 5-15 minut. Pokud potřebujete zajistit dostatečně dlouhou výdrž baterie pro váš počítač, je lepší vzít si vysokokapacitní UPS s prostornými bateriemi. Bude fungovat pouze na třetinu nebo čtvrtinu jmenovitého výkonu. Ale takovou zátěž, pro sebe nízkou, bude schopen dodávat energii půl hodiny i déle.

Nepřerušitelné napájení je také užitečné pro síťová zařízení (switche, routery, NAS). V opačném případě, když je napájení vypnuto, síť okamžitě „spadne“ a dokumenty otevřené ze síťových složek nebudou uloženy. Spínač můžete napájet z UPS pracoviště, které je k němu nejblíže, i když je správnější nainstalovat samostatný „nepřerušitelný zdroj napájení“ s nízkým výkonem.

Životnost baterie je omezená. Jak funguje, jeho kapacita neustále klesá a po 3-5 letech provozu klesá téměř na nulu. Ještě předtím, než indikátor na UPS signalizuje nutnost výměny baterie, je patrné, že baterie již není „nabitá“. Pokaždé se životnost baterie sníží. K uložení dokumentů a správnému vypnutí počítače v zásadě stačí pár minut. Když se UPS začne vypínat ještě dříve, je určitě čas na výměnu baterie.

Výměna baterie je snadná. V populárních UPS značky APC a některých dalších je baterie umístěna pod odnímatelným poklopem nebo krytem. Abyste se dostali k baterii v UPS Ippon, SVEN a podobných, musíte odšroubovat čtyři šrouby na spodní straně a oddělit poloviny pouzdra. Je nepravděpodobné, že v pokynech a na oficiálních stránkách najdete popis vlastní demontáže a výměny: stejně jako výrobci tiskáren i výrobci UPS dostávají významnou část svých příjmů z prodeje „originálních“ baterií s jejich instalací v autorizovaném servisu středisek.

Přesto téměř všechny obchody s počítači prodávají uzavřené olověné baterie v nejběžnějších velikostech. Značka a výrobce nehrají roli: jedná se o zcela standardní produkty. Nejprve otevřete svůj "uninterruptible" a zjistěte, která baterie je v něm nainstalována. Pro většinu UPS "kancelářské třídy" (500-700 VA) jsou vhodné baterie označené 12V 7Ah o rozměrech 151 × 94 × 65 mm. Při instalaci nové baterie se snažte pevně připevnit svorky na kontaktní plátky baterie. Pokud jsou svorky uvolněné, lze je jemně utáhnout kleštěmi.

Po instalaci baterie je vhodné zkalibrovat UPS tak, aby její firmware vyhodnotil a zapamatoval si parametry nové baterie. Plně nabijte baterii během jednoho dne. Poté vytáhněte zástrčku ze zásuvky, aby se UPS přepnula na autonomní napájení. Nechte baterii zcela vybít, dokud se nepřerušitelný vypínač sám vypne. Jako zátěž je lepší nepoužívat počítač (i když v extrémních případech je to přípustné), ale několik žárovek o celkovém výkonu asi 300 wattů. Poté znovu připojte k síti a zapněte UPS – nechte baterii nabít a zařízení bude nadále normálně fungovat. Kromě kalibrace zařízení jako celku je tento postup také „tréninkem“ baterie. Po úplném cyklu "vybití - nabití" začne baterie využívat svou kapacitu na maximum.

Proč má mnoho UPS telefonní (RJ-11) a síťové (RJ-45) zásuvky?

Podle definice „nepřerušitelná zařízení“ nepotřebují telefon ani místní síť. Jen jsou jako "bonus" ve stejném případě s přístrojem propustné filtry pro impulsní šum pro telefonní linku a síť. Zapojte jeden konektor do telefonního konektoru na zdi a zapojte telefon do druhého. Pokud dojde k vysokonapěťovému rušení v telefonní lince, například při bouřce, filtr vyhladí přepětí a ochrání telefon.

Než si koupíte nový UPS, měli byste se seznámit s některými „interními“ aspekty jeho provozu. A aby vám nepřerušitelný zdroj energie sloužil co nejdéle a vytěžil z vaší investice maximum, zkuste se řídit níže uvedenými radami.

Jaké baterie se používají v UPS

Všechny UPS vyráběné společností APC (a dalšími známými velkými výrobci UPS) používají olověné baterie, velmi podobné většině běžných autobaterií. Rozdíl spočívá v tom, že pokud provedeme takové srovnání, pak jsou baterie používané společností APC vyrobeny stejnou technologií jako nejdražší autobaterie, které jsou dnes k dispozici: elektrolyt obsažený uvnitř je v gelovitém stavu a ne rozlití, pokud je pouzdro poškozeno; baterie je utěsněná, takže nevyžaduje údržbu, během provozu neuvolňuje škodlivé a výbušné plyny (vodík), lze ji libovolně „převracet“ bez obav z rozlití elektrolytu.

Jak dlouho vydrží baterie UPS?

Přestože různé UPS používají zdánlivě stejnou technologii baterií, životnost baterií UPS se mezi výrobci značně liší. To je pro uživatele velmi důležité, protože výměna baterie je nákladná (až 30 % původní ceny UPS). Selhání baterie snižuje účinnost systému a je zdrojem prostojů a zbytečných bolestí hlavy. Na spolehlivost baterie má podstatný vliv teplota. Faktem je, že přirozené procesy, které způsobují stárnutí baterie, jsou do značné míry závislé na teplotě. Podrobné testovací údaje poskytnuté výrobci baterií ukazují, že životnost baterie se zkrátí o 10 % s každým zvýšením teploty o 10 °C. To znamená, že UPS by měla být navržena tak, aby minimalizovala zahřívání baterie. Všechny online UPS a online hybridy běží rychleji než redundantní nebo linkově interaktivní UPS (proto je nejprve potřeba ventilátor). To je hlavní důvod, proč záložní a linkově interaktivní UPS vyžadují méně výměny baterie než online UPS.

Mám při výběru UPS věnovat pozornost provedení nabíječky?

Nabíječka je důležitou součástí UPS. Podmínky nabíjení baterií mají významný vliv na jejich životnost. Životnost baterie UPS je maximalizována, když je nepřetržitě nabíjena nabíječkou s konstantním napětím nebo plovoucí nabíječkou. Životnost dobíjecí baterie je ve skutečnosti mnohem delší než životnost jednoduchého skladování. Je to proto, že některé přirozené procesy stárnutí jsou pozastaveny neustálým dobíjením. Proto je nutné dobíjet baterii, i když je UPS vypnutá. V mnoha případech je UPS pravidelně vypínána (pokud je chráněná zátěž vypnutá, pak není potřeba udržovat UPS zapnutou, protože může vypadnout a způsobit nechtěné opotřebení baterie). Mnoho UPS na trhu neposkytuje důležitou funkci nepřetržitého dobíjení.

Ovlivňuje napětí spolehlivost?

Baterie se skládají z jednotlivých článků, každý přibližně 2 volty. Pro vytvoření baterie s vyšším napětím jsou jednotlivé články zapojeny do série. 12voltová baterie má šest článků, 24voltová baterie má 12 článků a tak dále. Při udržovacím nabíjení, jako v systémech UPS, se jednotlivé články nabíjejí současně. Vzhledem k nevyhnutelnému rozptylu parametrů mají některé prvky větší podíl na nabíjecím napětí než jiné. To způsobuje předčasné stárnutí takových prvků. Spolehlivost skupiny sériově zapojených prvků je určena spolehlivostí nejméně spolehlivého prvku. Když tedy selže jeden z článků, selže i baterie jako celek. Bylo prokázáno, že rychlost procesů stárnutí přímo souvisí s počtem článků v baterii, a proto se rychlost stárnutí zvyšuje se zvyšujícím se napětím baterie. Nejlepší typy UPS používají méně výkonnějších prvků místo více, méně výkonných prvků, čímž je dosaženo zvýšené spolehlivosti. Někteří výrobci používají vysokonapěťové baterie, které při dané úrovni výkonu mohou snížit počet drátových spojů a polovodičů, a tím snížit náklady na UPS. Napětí baterie většiny typických UPS při výkonu asi 1 kVA je 24 ... 96 V. Při této úrovni výkonu baterie UPS APC, zejména rodina Smart-UPS, nepřesahují 24 V. Nízkonapěťové baterie v APC UPS, mají delší životnost než konkurenční zařízení. Průměrná životnost baterií APC je 3-5 let (v závislosti na teplotě, frekvenci cyklů vybíjení / nabíjení), přičemž někteří výrobci uvádějí životnost pouze 1 rok. Během 10leté životnosti UPS utratí uživatelé některých systémů za baterie dvakrát více než za samotnou jednotku! I když je pro výrobce jednodušší a levnější navrhnout UPS pomocí vysokonapěťových baterií, pro uživatele jsou zde skryté náklady v podobě zkrácení životnosti UPS.

Proč "Ripple" proud snižuje životnost baterie

V ideálním případě by baterie UPS měla být udržována na „float“ nebo trvale nabitá, aby se prodloužila doba používání. V této situaci odebírá plně nabitá baterie malé množství proudu z nabíječky, nazývané plovoucí proud nebo samonabíjecí proud. Navzdory doporučením výrobců baterií vystavují některé systémy UPS baterie dodatečnému zvlnění proudu. Ke zvlnění proudů dochází, protože střídač, který dodává střídavý proud do zátěže, spotřebovává stejnosměrný vstup. Usměrňovač umístěný na vstupu UPS vždy produkuje pulzující proud. Poměr zůstává nenulový i u nejpokročilejších usměrňovacích obvodů a obvodů pro potlačení zvlnění. Proto baterie, zapojená paralelně s výstupem usměrňovače, musí dávat určitý proud v těch okamžicích, kdy proud na výstupu usměrňovače klesá, a naopak, aby se dobíjela, když proud na výstupu usměrňovače klesá. To způsobí malé cykly vybíjení/nabíjení s frekvencí obvykle rovnou dvojnásobku provozní frekvence UPS (50 nebo 60 Hz). Tyto cykly opotřebovávají baterii, zahřívají ji a způsobují její předčasné stárnutí.

V UPS s baterií v pohotovostním režimu, jako je klasický pohotovostní režim, ferorezonanční pohotovostní režim, linkový interaktivní, není baterie ovlivněna zvlněnými proudy. Baterie UPS je v různé míře online (v závislosti na konstrukčních prvcích), ale přesto je vždy ovlivněna. Chcete-li zjistit, zda existují zvlněné proudy, je nutné analyzovat topologii UPS. V online UPS je baterie umístěna mezi nabíječkou a střídačem a vždy budou existovat zvlněné proudy. Jedná se o klasický, „historicky“ nejstarší typ „online dvojité konverze“ UPS. Pokud je v on-line UPS baterie oddělena od vstupu invertoru blokovací diodou, převodníkem nebo spínačem toho či onoho typu, pak by nemělo docházet ke zvlnění proudu. Přirozeně v těchto provedeních není baterie vždy zapojena do obvodu, a proto se UPS s podobnou topologií obvykle označuje jako hybridní.

Na co se u UPS nemůžete spolehnout

Baterie je nejméně spolehlivým prvkem ve většině dobře navržených systémů UPS. Architektura UPS však může ovlivnit životnost této kritické součásti. Pokud budete baterii nepřetržitě nabíjet, i když je UPS vypnutá (jak je tomu u všech UPS vyráběných společností APC), její životnost se prodlouží. Při výběru UPS byste se měli vyvarovat topologií vysokého napětí baterie. Dejte si pozor na UPS, kde je baterie vystavena vlnění proudu nebo přehřívání. Většina systémů UPS používá stejné baterie. Konstrukční rozdíly mezi UPS různých systémů však vedou ke značným rozdílům v životnosti baterie a tím i v provozních nákladech.

Před prvním použitím nového UPS nezapomeňte nabít baterie.

Baterie nového UPS během přepravy a skladování ve skladu samozřejmě ztratily většinu „továrního“ náboje. Pokud tedy UPS okamžitě zatížíte, baterie nebudou schopny zajistit správnou úroveň údržby energie. Navíc rutina autotestu, která se automaticky spustí při každém zapnutí UPS (kromě Back-UPS), kromě jiné diagnostiky kontroluje, zda baterie zvládne zátěž. A protože nenabitá baterie zátěž nezvládne, systém pravděpodobně ohlásí, že je baterie špatná a je třeba ji vyměnit. Jediné, co v takové situaci musíte udělat, je nechat baterie dobít. Ponechejte UPS zapojenou po dobu 24 hodin. Jedná se o první nabití baterií, zabere tedy více času než běžné běžné nabíjení, upravené v technickém popisu. Samotný UPS může být vypnutý. Pokud jste UPS přinesli z chladného místa, nechte ji několik hodin zahřát na pokojovou teplotu.

K UPS připojujte pouze zátěže, které skutečně vyžadují nepřerušitelné napájení

Použití UPS je oprávněné pouze tam, kde ztráta napájení může vést ke ztrátě dat – v osobních počítačích, serverech, rozbočovačích, routerech, externích modemech, streamerech, diskových jednotkách atd. Tiskárny, skenery a ještě více osvětlovací lampy nepotřebují UPS. Co se stane, když během tisku dojde k výpadku napájení tiskárny? List papíru se znehodnotí – jeho hodnota není srovnatelná s cenou UPS. Navíc tiskárna připojená k nepřerušitelnému zdroji při přechodu na bateriové napájení spotřebovává jejich energii a odebírá ji počítači, který ji skutečně potřebuje. Pro ochranu zařízení před výboji a rušením, které nenese informace, které by se mohly v důsledku výpadku proudu ztratit, postačí použití přepěťové ochrany (například APC Surge Arrest) nebo v případě výrazných výkyvů napětí v síti přepěťová ochrana.

Pokud se váš zdroj často přepíná do režimu baterie, zkontrolujte, zda je správně nakonfigurován. Může se ukázat, že práh odezvy nebo citlivost jsou nastaveny příliš náročně.

Otestujte UPS. Pravidelným spouštěním procedury autotestu budete mít vždy jistotu, že je vaše UPS plně funkční.

Neodpojujte UPS. Vypněte UPS pomocí tlačítka na předním panelu, ale neodpojujte napájecí kabel UPS ze zásuvky, pokud jej nenecháte na delší dobu. I když je UPS APC vypnutá, nabíjí baterie.

ComputerPress 12 "1999

Jaké baterie se používají v UPS

Jak dlouho vydrží baterie UPS?

Mám při výběru UPS věnovat pozornost provedení nabíječky?

Ovlivňuje napětí spolehlivost?

Proč "Ripple" proud snižuje životnost baterie

Na co se u UPS nemůžete spolehnout

Před prvním použitím nového UPS nezapomeňte nabít baterie.

K UPS připojujte pouze zátěže, které skutečně vyžadují nepřerušitelné napájení

Pokud se váš zdroj často přepíná do režimu baterie, zkontrolujte, zda je správně nakonfigurován. Může se ukázat, že práh odezvy nebo citlivost jsou nastaveny příliš náročně.

Otestujte UPS. Pravidelným spouštěním procedury autotestu budete mít vždy jistotu, že je vaše UPS plně funkční.

ComputerPress 12 "1999

Požadavky na kvalitu elektřiny jsou zákonem předepsány státními normami a poměrně přísnými normami. Organizace dodavatelů energie vynakládají velké úsilí na jejich dodržování, ale ne vždy jsou implementovány.

V našich bytech a ve výrobě se pravidelně objevují:

úplné výpadky proudu na dobu neurčitou;

aperiodické krátkodobé (10÷100 ms) vysokonapěťové (do 6 kV) napěťové impulsy;

přepětí a poklesy napětí s různou dobou trvání;

překryvy vysokofrekvenčního šumu;

frekvenční drifty.

Všechny tyto problémy nepříznivě ovlivňují provoz domácích a kancelářských spotřebitelů elektřiny. Kvalitou napájení jsou ovlivněna zejména mikroprocesorová a počítačová zařízení, která nejen selžou, ale mohou zcela ztratit svůj výkon.

Účel a typy zdrojů nepřerušitelného napájení

Pro snížení rizik výpadků napájení se používají záložní zařízení, která se běžně nazývají nepřerušitelné zdroje napájení (UPS) nebo UPS (odvozeno ze zkratky anglického sousloví „Uninterruptible Power Supply“).

Vyrábějí se v různých provedeních, aby vyhovovaly specifickým potřebám spotřebitele. Například výkonné UPS s heliovými bateriemi jsou schopny podporovat napájení celé chaty na několik hodin.

Jejich baterie se nabíjejí z elektrického vedení, větrné turbíny nebo jiných nosičů energie přes invertorový usměrňovač. Napájejí také elektrické spotřebiče chaty.

Když je externí zdroj vypnutý, baterie se vybíjejí do zátěže připojené k jejich síti. Čím větší je kapacita baterie a čím nižší je proud jejich vybíjení, tím déle fungují.

Zdroje nepřerušitelného napájení středního výkonu mohou zálohovat systémy vnitřní klimatizace a podobná zařízení.

Nejjednodušší modely UPS jsou přitom schopny dokončit pouze program nouzového vypnutí počítače. Délka celého procesu jejich práce přitom nepřesáhne 9÷15 minut.

Počítačové nepřerušitelné zdroje napájení jsou:

zabudované do těla zařízení;

externí.

První provedení jsou běžná u notebooků, netbooků, tabletů a podobných mobilních zařízení napájených vestavěnou baterií, která je vybavena obvodem spínání napájení a zátěže.

baterie notebooku s vestavěným ovladačem je nepřerušitelný zdroj napájení. Jeho obvod automaticky chrání provozní zařízení před výpadky napájení.

Vnější konstrukce UPS, určené pro běžné kompletování programů stolního počítače, jsou vyrobeny v samostatné jednotce.

Připojují se přes napájecí adaptér do elektrické zásuvky. Z nich jsou napájena pouze zařízení, která jsou zodpovědná za provoz programů:

systémová jednotka s připojenou klávesnicí;

monitor, který zobrazuje probíhající procesy.

Ostatní periferní zařízení: skenery, tiskárny, reproduktory a další zařízení z UPS nejsou napájena. Jinak, když se programy zhroutí, vezmou si část energie uložené v bateriích.

Možnosti pro konstrukci pracovních diagramů UPS

Počítačové a průmyslové UPS se vyrábějí podle tří hlavních možností:

redundantní napájení;

interaktivní schéma;

dvojí přeměna elektřiny.

S prvním způsobem záložní schéma, označované anglickými výrazy „Standby“ nebo „Off-Line“, je napětí přiváděno ze sítě do počítače prostřednictvím UPS, ve které je elektromagnetické rušení eliminováno vestavěnými filtry. Je zde také instalován, jehož kapacita je podporována nabíjecím proudem regulovaným regulátorem.

Když externí napájení zmizí nebo překročí stanovené standardy, regulátor nasměruje energii baterie na napájení spotřebitelů. Pro přeměnu stejnosměrného proudu na střídavý je připojen jednoduchý střídač.

Výhody pohotovostního režimu UPS

Off-Line nepřerušitelné zdroje napájení jsou vysoce účinné, když jsou pod napětím, pracují tiše, vydávají málo tepla a jsou relativně levné.

Nedostatky

Vyniká pohotovostní režim UPS:

dlouhý přechod na bateriové napájení 4÷13 ms;

zkreslená forma výstupního signálu produkovaného měničem ve formě meandru a nikoli harmonické sinusoidy;

nedostatek nastavení napětí a frekvence.

Taková zařízení jsou nejběžnější na osobních počítačích.

Interaktivní obvod UPS

Jsou označeny anglickým termínem "Line-Interactive". Provádějí se podle předchozího, ale složitějšího schématu zařazením stabilizátoru napětí pomocí autotransformátoru se stupňovitou regulací.

To zajišťuje úpravu výstupního napětí, ale nejsou schopny ovládat frekvenci signálu.

Filtrování hluku v normálním režimu a přepnutí na napájení měniče v případě nehod probíhá podle algoritmů pohotovostního režimu UPS.

Doplněním stabilizátoru napětí různých modelů s metodami řízení umožnilo vytvořit měniče s průběhem nejen meandru, ale i sinusoidy. Malý počet regulačních stupňů založených na spínání relé však neumožňuje realizovat plné stabilizační funkce.

To platí zejména pro levné modely, které při přechodu na bateriové napájení nejen nadhodnocují frekvenci nad nominální hodnotu, ale také deformují tvar sinusoidy. Rušení je vnášeno vestavěným transformátorem, v jehož jádru dochází k hysterezním procesům.

U drahých modelů fungují měniče na polovodičových spínačích. UPS Line-Interactive jsou rychlejší při přepnutí na bateriové napájení než UPS Off-Line. Je to zajištěno provozem synchronizačních algoritmů mezi příchozím napětím a výstupními signály. Zároveň ale dochází k určitému podcenění účinnosti.

Line-Interactive UPS nelze použít k napájení asynchronních motorů, které jsou masivně instalovány na všech domácích spotřebičích včetně topných systémů. Používají se k provozu zařízení, kde se proud filtruje a zároveň usměrňuje: počítačů a spotřební elektroniky.

UPS s dvojitou konverzí

Tento obvod UPS je pojmenován podle anglické fráze On-line „a funguje na zařízení, která vyžadují vysoce kvalitní napájení. Vyrábí dvojitou přeměnu elektřiny, kdy sinusové harmonické střídavého proudu jsou neustále převáděny usměrňovačem na konstantní hodnotu, která je vedena přes měnič, aby na výstupu vznikla opakovaná sinusoida.

Zde je baterie neustále zapojena do obvodu, čímž odpadá nutnost jejího spínání. Tento způsob prakticky eliminuje dobu přípravy zdroje nepřerušitelného napájení ke spínání.

Provoz UPS On-line podle stavu baterie lze rozdělit do tří fází:

nabíjecí fáze;

stav čekání;

vybití do počítače.

Doba nabíjení

Vstupní a výstupní obvody sinusové vlny jsou přerušeny vnitřním spínačem UPS.

Baterie připojená k usměrňovači přijímá nabíjecí energii, dokud není její kapacita obnovena na optimální hodnoty.

Připravené období

Po ukončení nabíjení baterie automatika nepřerušitelného napájení sepne vnitřní spínač.

Baterie udržuje stav připravenosti vyrovnávací paměti.

Doba vypouštění

Baterie se automaticky přepne na napájení počítačové stanice.

Záložní zdroje s dvojitou konverzí mají nižší účinnost v linkovém režimu než jiné modely kvůli spotřebě energie na generování tepla a hluku. Ale ve složitých strukturách se používají techniky ke zvýšení účinnosti.

UPS On-line je schopna korigovat nejen velikost napětí, ale i frekvenci jeho oscilací. To je odlišuje od předchozích modelů a umožňuje jejich použití pro napájení různých složitých zařízení s asynchronními motory. Náklady na taková zařízení jsou však mnohem vyšší než u předchozích modelů.

Složení UPS

V závislosti na typu provozního obvodu obsahuje sada nepřerušitelného napájení:

Akumulátory pro akumulaci elektrické energie;

Udržování výkonu baterie;

sinusový měnič,

schéma řízení procesu;

software.

Pro vzdálený přístup k zařízení lze využít lokální síť a díky redundanci lze zvýšit spolehlivost obvodu.

Některé zdroje nepřerušitelného napájení využívají režim "Bypass", kdy je zátěž napájena filtrovaným síťovým napětím bez provozu hlavního obvodu zařízení.

Součástí UPS je krokový regulátor napětí "Booster", řízený automatizací.

V závislosti na potřebě provedení složitých technických řešení mohou být zdroje nepřerušitelného napájení vybaveny dalšími speciálními funkcemi.