Zasilacz bezprzerwowy, zasilacz awaryjny, zasilacz UPS (ang.UPS, Uninterruptible Power Supply) – urządzenie lub system, którego funkcją jest nieprzerwane zasilanie innych urządzeń elektronicznych.
Ten typ zasilacza wyposażony jest najczęściej w akumulator, i w przypadku przerwy lub zakłóceń dostawy energii elektrycznej z sieci energetycznej urządzenie przełącza się na pracę z akumulatora. Czas podtrzymania napięcia wynosi od kilku minut do kilkudziesięciu godzin i zależy m.in. od obciążenia zasilacza oraz pojemności akumulatora.
Urządzenia tego typu stosowane są najczęściej do zasilania komputerów, a zwłaszcza serwerów. Dzięki ich zastosowaniu, w przypadku awarii zasilania zmniejsza się ryzyko utraty danych znajdujących się aktualnie w pamięci operacyjnej komputera, a nawet uszkodzenia urządzeń pamięci masowej. Urządzenia typu UPS znajdują także zastosowanie w przypadku konieczności bezawaryjnej pracy innych urządzeń, np. urządzeń medycznych.
W przypadku współpracy urządzeń typu UPS z komputerami, serwerami lub całymi sieciami komputerowymi UPS może sygnalizować występujące problemy z zasilaniem. Serwery i inne urządzenia mogą reagować na takie sygnały automatycznym zamykaniem systemu operacyjnego. Możliwa jest także stała kontrola parametrów zasilania. Komunikacja z innymi urządzeniami odbywa się przy pomocy interfejsu szeregowego RS-232 w starszych urządzeniach, nowsze urządzenia komunikują się przez sieć komputerową lub nowszą wersję interfejsu szeregowego –USB.
Zasilacze bezprzerwowe dostarczają najczęściej jednofazowego napięcia 230 V, zdarzają się też zasilacze trójfazowe 400 V. Czasami w przypadku dużych mocy i długiego działania akumulatory są wspomagane przez spalinowe agregaty prądotwórcze. Zasilacze dużych mocy stosowane są jako rozwiązania zasilające całe budynki lub kondygnacje wymagające takiego zabezpieczenia. Niejednokrotnie występuje separacja galwaniczna. W takim wypadku wszystkie urządzenia objęte zabezpieczeniem zasilane są z wydzielonego zasilania niewrażliwego na warunki zewnętrzne, w tym wyładowania atmosferyczne oraz zaniki napięcia. Najczęściej takim zasilaniem objęte są serwerownie, jednostki rządowe, pomieszczenia intensywnej opieki medycznej oraz sale operacyjne. Większość nowoczesnych UPS-ów umożliwia tzw. zimny start, czyli wymuszenie pracy akumulatorowej bez podłączania UPS-a do sieci zasilającej.
Moc zasilacza bezprzerwowego podawana jest jako moc pozorna mierzona w VA. Do zabezpieczenia stacji roboczych wystarczają zasilacze o mocy 300-500 VA (przy rozbudowanych stacjach roboczych mogą być potrzebne zasilacze o mocy nawet ponad 1000-1200 VA), natomiast serwery wymagają dużo większych mocy od 500 VA do mocy liczonych w dziesiątkach tysięcy VA.
Przed zbudowaniem tranzystorowych przetwornic mocy, podobną rolę pełniła przetwornica wirowa z kołem zamachowym. Silnik zasilany z sieci energetycznej napędzał prądnice zasilającą ośrodek obliczeniowy. Po zaniku napięcia prądnica była napędzana energią zgromadzoną w kole zamachowym. Dodatkowo przetwornica stabilizowała napięcie.
Typy UPS
Online
Całkowicie odseparowuje on układ podłączony na wyjściu od napięcia wejściowego, działa na zasadzie podwójnego przetwarzania, zmienne napięcie sieciowe przetwarzane jest na napięcie stałe w układzie prostownikowym, a następnie z tego stałego napięcia w układzie falownikowym jest wytwarzane napięcie zmienne. Układ taki zapewnia stabilne napięcie na wyjściu, niemal całkowicie odporne na zakłócenia i zaniki napięcia wejściowego. Wadą tego rozwiązania jest większy ciężar urządzenia i jego wyższy koszt z uwagi na konieczność użycia transformatora sieciowego dużej mocy i wydajnego prostownika. Energia przechodząca przez ten transformator prawie w całości zasila falownik. Tylko niewielka jej część doładowuje akumulator. W razie zaniku napięcia sieciowego falownik będzie nadal zasilany z akumulatora, bo cały czas jest do niego podłączony. Działanie układu jest zatem natychmiastowe i bez zakłóceń na wyjściu. Niepotrzebny jest też przekaźnik na wyjściu, co dodatkowo zwiększa niezawodność zasilania, jednak falownik pracuje cały czas, a nie tylko w trybie awaryjnym jak w UPS "off line". Głównym zastosowaniem jest zasilanie urządzeń o znaczeniu strategicznym np. serwery, urządzenia telekomunikacyjne, medyczne urządzenia podtrzymywania życia itp.
Offline
Urządzenie podłączone do tego UPS-a zasilane jest bezpośrednio z sieci, zaś akumulatory są – w razie potrzeby – automatycznie podładowywane niewielkim prądem. Napięcie zasilania jest cały czas monitorowane i w razie jego zaniku, zbytniego obniżenia lub podwyższenia układ sterowania (po czasie 2–10 ms) odłącza zasilanie z sieci i UPS przechodzi w stan pracy akumulatorowej. Wówczas napięcie stałe z akumulatora zostaje w falowniku przekształcone w napięcie zmienne podawane na wyjście. Zaletą tego rozwiązania jest niski koszt i brak strat energii przy pracy sieciowej. Wadą jest mniejsza niezawodność i przenoszenie zakłóceń napięcia wejściowego oraz wprowadzanie zakłóceń w trakcie przełączania trybu pracy. Ten typ UPS-a jest powszechnie stosowany do zabezpieczania domowych komputerów.Line-interactive
Takie oznaczenie sugeruje na ogół synchronizację fazową falownika z siecią zasilającą. Synchronizacja taka jest bardzo cenna, ze względu na dużo niższe zakłócenia i przerwy napięcia wyjściowego w momencie przełączania z pracy sieciowej na akumulatorową i odwrotnie. Przy jej braku mogłoby się zdarzyć, że zanik napięcia nastąpiłby np. przy początku górnej połówki sinusoidy na wejściu, a falownik dawałby na wyjściu akurat początek dolnej połówki. Wówczas - nawet przy natychmiastowym przełączeniu na pracę akumulatorową - na wyjściu pojawiłyby się kolejno dwie ujemne połówki sinusoidy (zakładając, że falownik daje na wyjściu sinusoidę, co zdarza się rzadko - najczęściej jest to przebieg prostokątny).
Line-interactive AVR
Tłumacząc dosłownie otrzymamy "interaktywny z linią stabilizator napięcia". AVR to skrót od Automatic Voltage Regulator. Ten typ działa identycznie jak Offline, ale zamiast transformatora używa autotransformatora z wieloma odczepami po stronie sieci zasilającej, dzięki czemu w razie ciągłej nadwyżki lub obniżki napięcia zasilania UPS może dowolnie długo utrzymywać nominalne napięcie na wyjściu bez przechodzenia do pracy akumulatorowej. Układ sterowania dobiera wówczas odpowiedni odczep uzwojenia aby skompensować różnicę napięcia. W czasie przełączania z jednego odczepu na inny następuje jednak krótki zanik napięcia na wyjściu, co dyskwalifikuje ten typ UPS-a do poważniejszych zastosowań.
Bardziej zaawansowane konstrukcje (wszystkich typów) są w stanie dostarczyć do centrum monitorowania informacji na temat swojego stanu pracy. W przypadku zaniku napięcia wejściowego może np. wysłać komunikat powiadamiający poprzez SNMP. W przypadku prac serwisowych można zdalnie sprawdzić stan urządzenia, np. poziom naładowania baterii, stan baterii, itp. Zaawansowane UPS-y mają możliwość podłączenia do sieci Ethernet, posiadają własny adres IP, poprzez który można się zalogować do interfejsu zarządzania poprzez http, https, telnet lub ssh. Starsze UPS-y mają możliwość podłączenia się do nich poprzez interfejsy szeregowe, np. USB, RS-232 lub RS-485.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz