Funkce nepřerušitelného napájení. UPS pro počítač: na co byste měli věnovat pozornost při nákupu

Požadavky na kvalitu elektřiny jsou zákonem předepsány státními normami a poměrně přísnými předpisy. Organizace dodávající elektřinu 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;

vysokofrekvenční šumové překryvy;

frekvenční drifty.

Všechny tyto problémy negativně ovlivňují práci spotřebitelů elektřiny v domácnostech a kancelářích. Mikroprocesorová a počítačová zařízení jsou ovlivněna zejména kvalitou napájení, která nejen selžou, ale mohou i zcela ztratit svou funkčnost.

Účel a druhy zdrojů nepřerušitelný zdroj energie

Pro snížení rizika poruch v napájecí síti se používají záložní zařízení, která se běžně nazývají nepřerušitelné napájecí zdroje (UPS) nebo UPS (odvozeno ze zkratky anglického sousloví „Uninterruptible Power Supply“).

Vyrábějí se v různých provedeních pro řešení specifických problémů spotřebitelů. Například výkonné UPS s gelovými bateriemi dokážou napájet celou chatu několik hodin.

Jejich baterie se nabíjejí z elektrického vedení, větrného generátoru nebo jiných nosičů elektřiny prostřednictvím invertorového usměrňovače. 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 jejich vybíjecí proud, tím déle fungují.

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

Nejjednodušší modely UPS jsou zároveň 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 návrhy jsou běžné u notebooků, netbooků, tabletů a podobně mobilní zařízení, napájený vestavěnou baterií, která je vybavena obvodem spínání výkonu a zátěže.

Baterie notebooku s vestavěným ovladačem je nepřerušitelný zdroj napájení. Jeho schéma v automatický režim chrání provozní zařízení před elektrickými poruchami.

Externí návrhy UPS, určený pro běžné dokončení programů stolní počítač, jsou vyráběny jako samostatný blok.

Jsou připojeny přes síťový adaptér napájení do elektrické zásuvky. Napájí pouze ta zařízení, která jsou zodpovědná za spouštění programů:

systémová jednotka s připojenou klávesnicí;

monitor, který zobrazuje probíhající procesy.

Odpočinek periferie: skenery, tiskárny, reproduktory a další zařízení nejsou napájeny z UPS. Jinak v případě nouzového ukončení programů převezmou část energie naakumulované v bateriích.

Možnosti konstrukce provozních diagramů UPS

Počítačové a průmyslové UPS se vyrábějí ve třech hlavních variantách:

zálohování napájení;

interaktivní schéma;

dvojí přeměna elektřiny.

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

Když zmizí nebo překročí zavedené standardy externí napájení, pak regulátor nasměruje energii baterie na elektrické spotřebiče. K přeměně stejnosměrného proudu na střídavý proud je připojen jednoduchý invertor.

Výhody pohotovostního režimu UPS

Off-Line nepřerušitelné zdroje napájení mají vysokou účinnost, když je na ně přivedeno napětí, pracují tiše, vydávají málo tepla a jsou relativně levné.

Nedostatky

Vyniká pohotovostní režim UPS:

dlouhý přechod na bateriové napájení 4÷13 ms;

zkreslený tvar výstupního signálu produkovaného měničem ve formě meandru spíše než harmonické sinusoidy;

nedostatek nastavení napětí a frekvence.

Taková zařízení jsou nejběžnější na osobních počítačích.

Interaktivní obvod UPS

Jsou určeny anglický termín"Line-Interactive". Provádějí se podle předchozího, ale složitějšího schématu zařazením stabilizátoru napětí pomocí autotransformátoru se stupňovitou regulací.

To poskytuje úpravy výstupního napětí, ale nejsou schopny ovládat frekvenci signálu.

Filtrování rušení v normálním režimu a přepnutí na invertorové napájení v případě nouze probíhá podle algoritmů UPS Standby.

Doplnění napěťového stabilizátoru různých modelů s řídicí technikou umožnilo vytvořit měniče s tvarem signálu nejen čtvercové vlny, ale i sinusoidy. Malý počet řídicích stupňů založených na spínání relé však neumožňuje implementovat plné stabilizační funkce.

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

Drahé modely používají invertory založené na polovodičových spínačích. UPS Line-Interactive mají vyšší výkon při přepnutí na bateriové napájení než Off-Line UPS. 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 všude domácí přístroje včetně topných systémů. Používají se k provozu zařízení s napájením, kde je výkon filtrován a zároveň usměrňován: počítače a spotřební elektronika.

UPS s dvojitou konverzí

Toto schéma UPS je pojmenováno podle anglické fráze „On-line“ a funguje na zařízení, které vyžaduje vysoce kvalitní napájení. Vyrábí dvojitou konverzi elektřiny při sinusových harmonických střídavý proud jsou neustále převáděny usměrňovačem na konstantní hodnotu, procházejí střídačem a vytvářejí na výstupu opakovanou sinusovku.

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

Provoz on-line UPS na základě stavu baterie lze rozdělit do tří fází:

nabíjecí fáze;

stav čekání;

propuštění za provoz 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.

Doba připravenosti

Po nabití baterie automatické nepřerušitelné napájení sepne vnitřní spínač.

Baterie udržuje stav připravenosti k provozu v režimu vyrovnávací paměti.

Období vypouštění

Baterie je automaticky přenesena pro napájení počítačové stanice.

Zdroje nepřerušitelného napájení pracující metodou dvojité konverze mají nižší účinnost v režimu napájení ze sítě než jiné modely kvůli spotřebě energie na teplo a hluku. Ale ve složitých strukturách se používají techniky ke zvýšení účinnosti.

UPS On-line je schopna korigovat nejen hodnotu napětí, ale i frekvenci svých 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 výrazně vyšší než u předchozích modelů.

Složení UPS

V závislosti na typu provozního obvodu obsahuje sada nepřerušitelného napájení:

Baterie pro skladování elektřiny;

Zajištění údržby výkonu baterie;

invertor pro generování sinusové vlny,

schéma řízení procesu;

software.

Pro vzdálený přístup k zařízení lze použít místní síť a spolehlivost okruhu lze zvýšit jeho redundancí.

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

Část UPS má krokový regulátor napětí „Booster“, řízený automaticky.

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

Zdroj nepřerušitelného napájení je součást energetického systému, která se nachází mezi zátěží a napájecí sítí. Hlavní funkcí UPS je poskytovat nepřerušitelné napájení. Jak funguje nepřerušitelný zdroj napájení? Zjednodušený obvod UPS obsahuje baterie a speciální prvky UPS, které kompenzují rušení v hlavní síti, konkrétně střídač, usměrňovač, filtr a v některých případech. Systémy nepřerušitelného napájení se dnes dělí do tří skupin. Každá skupina má svůj vlastní princip fungování UPS.

Klíčovými součástmi UPS jsou. Jsou to baterie, které určují, jak dlouho bude UPS fungovat po vypnutí napájení. UPS zpravidla používají olověné baterie s parametry: napětí 12V a kapacitou 7Ah nebo 9Ah. Baterie jsou uzavřeného a bezúdržbového typu. Nejjednodušší UPS používá 1 baterii, ale u výkonných zdrojů nepřerušitelného napájení může být jejich počet mnohonásobně větší.

Záložní UPS

Nejjednodušší a cenově nejdostupnější jsou tzv. záložní UPS. Princip činnosti nepřerušitelného napájení tohoto typu je extrémně jednoduché: zátěž je napájena ze sítě, pokud je tam napětí, jinak je napájení spínáno z baterie. Baterie se nabíjí, když je UPS v provozu. Podle statistik je účinnost takových UPS při výpadku napájení 55-60%.

Ve většině případů můžete mluvit o tom, jak UPS pro počítač funguje, s odkazem na princip fungování. Většina domácích systémů UPS pro počítače je vyrobena pomocí této technologie. Úroveň ochrany, kterou mohou poskytnout, je nejnižší ze všech existujících nepřerušitelných zdrojů napájení. Signál je filtrován pouze částečně. Tato úroveň ochrany je pro domácí spotřebiče často dostačující, protože kvalita energie v takových sítích je o něco vyšší než v průmyslových.

Záložní UPS fungují skvěle v tandemu s počítačem, ale absolutně nejsou kompatibilní pro práci v tandemu s čerpadly, topnými kotli a jiným podobným zařízením, protože provoz UPS typ rezervy neposkytuje sinusový průběh napětí. Pro počítače to není kritické, protože používají spínané napájecí zdroje. Tato skutečnost umožňuje takovým zařízením odolat malému výpadku napájení v důsledku přítomnosti určitého množství energie ve vlastních kondenzátorech. Offline doba přepnutí ze sítě na baterii se pohybuje od 2 do 15 milisekund. Pracovní obvod UPS obsahuje invertor, který převádí stejnosměrný proud baterie na střídavý proud. Je třeba poznamenat, že takové UPS mají obvykle nízkou spotřebu.

Line-interaktivní UPS

Konstrukce a provoz interaktivních nepřerušitelných zdrojů napájení je téměř shodný se záložními UPS. Výjimkou je schopnost stabilizovat napětí, která se provádí pomocí spínacího zařízení. Výhodou stabilizace je, že při výrazných odchylkách napětí není potřeba přepínat napájení. Odchylky vstupního napětí mohou dosahovat asi 20 % normální hodnoty. Výstupní napětí zdroje nepřerušitelného napájení prakticky nekolísá. Účinnost ochrany line-interactive UPS je 85%.

Ve srovnání s pohotovostními UPS poskytují více vysoká úroveň obrana, ale podřadná. Provoz lineárně-interaktivního zdroje nepřerušitelného napájení lze rozdělit do dvou skupin. Zařízení patřící do první skupiny produkují na výstupu přibližnou sinusoidu, tedy stupňovitou. Druhá skupina produkuje „čistou“ sinusovku bez jakéhokoli zkreslení. Ten se v některých případech může stát náhradou za online UPS. Přítomnost čisté sinusoidy na výstupu umožňuje jejich použití k ochraně elektromotorů a topných kotlů.

Online UPS

Nejspolehlivější a nejmodernější UPS jsou online typu. Implementují technologii dvojité konverze – nejpokročilejší ze všech existujících. Stupeň ochrany poskytovaný takovými zařízeními má tendenci ke 100 %, bez ohledu na to, které provozní režimy UPS jsou aktivní: ze sítě nebo z baterie.

Jak funguje UPS s online topologií? Ve skutečnosti je princip fungování zakotven v samotném názvu. Vstupní proud je usměrňovačem převeden na stejnosměrný, poté jej střídač převede zpět na střídavý. Střídavý proud na výstupu má ideální parametry jak ve formě napětí, tak ve své hodnotě. UPS obsahuje záložní linku - bypass, jehož prostřednictvím je přiváděno napájení v případě poruchy některého z uzlů zdroje nepřerušitelného napájení.

Běžně se říká, že doba přepnutí na baterii je nulová, ale ve skutečnosti jsou baterie vždy zapojeny do obvodu. Proto se data UPS nazývají online. Takové zařízení nepřerušitelného napájení umožňuje chránit zátěž před jakýmikoli typy rušení, které se mohou vyskytnout v páteřní síti.

Takové UPS se používají k ochraně kritických a velmi citlivých zátěží. Všechny výkonné UPS jsou vyrobeny pomocí této technologie. Navzdory vysokému výkonu se používají další řešení, která umožňují zvýšení autonomie. Konstrukce nejčastěji umožňuje použití UPS ve spojení s generátorem nebo s externími bateriemi.

Dvojitá konverze má však i své nevýhody. Zařízení UPS je poměrně složité, což nemá nejlepší vliv na jeho cenu. Přítomnost dvojité konverze snižuje účinnost, ale na moderních UPS je poměrně vysoká. Pro zvýšení účinnosti na maximální hodnoty byly implementovány speciální technologie pro úsporu energie. Proces dvojí konverze je navíc doprovázen vývinem tepla a hlukem. Je třeba si uvědomit, že podíl všech těchto nevýhod je nesrovnatelně malý ve srovnání se všemi výhodami a především s úrovní ochrany.

Pro zachování funkčnosti zařízení při výpadcích sítě je použit nepřerušitelný zdroj napájení. V závislosti na typu obsluhovaných spotřebitelů a parametrech elektřiny si musíte vybrat různé modely. Tato zařízení jsou žádaná, takže zakoupení kopie s požadovanými vlastnostmi není obtížné.

Před nákupem však musíte sami porozumět jeho vlastnostem a nedůvěřovat tomuto problému manažerům se zájmem o prodej.

V tomto materiálu se podíváme na design a provozní vlastnosti UPS a také na pravidla pro jeho použití.

Pro domácí potřeby se používají zařízení pro nepřerušitelné napájení, připojená k jednofázové síti 220 V, která dokážou napájet spotřebitele vyžadující stejné napětí po určitou dobu v nepřítomnosti elektřiny.

Existují i ​​UPS, které se připojují na vstup do třífázové sítě a na výstupu je buď 380 V nebo 220 V. Jsou však drahé, používají se při nutnosti získat autonomní výkon z 10 kVA A, který není vyžadován pro domácí potřeby.

AC UPS pro domácnost jsou rozděleny do následujících typů podle jejich provozního schématu:

• zálohování (offline);
• interaktivní (lineárně-interaktivní);
• dvojitá konverze (online).

Liší se kvalitou výstupního napětí a cenou. Nejlevnější jsou pohotovostní, nejdražší pak dvojkonverzní.

Pro přeměnu AC na DC vstup nabíječka použijte usměrňovač. A zpětná transformace probíhá pomocí invertoru.

V systémech nepřerušitelného napájení jsou obvykle instalována běžná elektromechanická relé, která přepínají obvod ze sítě na baterii. Pokud je tato část vysoce kvalitní, pak její zdroj stačí pro celý provoz UPS. Ale nejčastěji, když se blok rozpadne, problém spočívá právě v tomto konstrukčním prvku.

Interaktivní obvod se liší od záložního obvodu přítomností stabilizátoru napětí. Je navržen jako typický autotransformátor s přímo připojenými vinutími

Stabilizace napětí je přítomna i v mnoha domácích zařízeních, takže pokud jsou odchylky nepatrné, pak nemá smysl pořizovat dražší lineárně-interaktivní model.

Přítomnost transformátoru často nutí výrobce používat nucené chlazení, proto jsou takové UPS vybaveny chladiči. Vydávají hluk srovnatelný intenzitou s provozem systémové jednotky počítače.

K měření zatížení zařízení můžete buď použít ampérmetr, nebo jej vypočítat pomocí odečtů měřiče instalovaného v bytě.

Pokud je tam stabilizátor, napětí vnitropodnikové sítě se uvede na standardní hodnoty. To ovlivní také zařízení, která nejsou připojena k UPS.

Při snížení napětí se zvýší proud protékající vnitropodnikovou sítí. Nechte například celkový výkon spotřebičů připojených k UPS 1,5 kW a napájecí napětí 190 V.

• I 1 = 1500 / 190 = 7,9 A – proudová síla v obvodu až po UPS bez stabilizátoru;
• I 2 = 1500 / 220 = 6,8 A – proudová síla v obvodu až po UPS se stabilizátorem.

Vnitrodomová síť bez stabilizátoru tak bude mít zvýšené zatížení, které nemuselo být zohledněno při volbě průřezu vedení.

Proto při konstantním nízkém napětí je lepší instalovat stabilizátor. V tomto případě bude zatížení autotransformátoru UPS menší, což prodlouží jeho životnost. S přihlédnutím k vyrovnání napětí si navíc můžete pořídit levnější zdroje nepřerušitelného napájení.

Nepřerušitelné napájení stejnosměrných spotřebičů

U některých zařízení je nutné zajistit nepřetržité napájení DC 12, 24 nebo 48 V. UPS tohoto typu je také v prodeji. Jejich označení obsahuje zkratku „DC“. Existují i ​​jednotky s napájením 60, 110 nebo 220 V, které se však používají v průmyslu nebo energetice.

Rozdíl mezi stejnosměrnými nepřerušitelnými zdroji ve vnitřní struktuře oproti klasickým modelům je absence měniče. Baterie se připojují přímo na výstup přes stykač s proudově omezujícím měřícím bočníkem, aby nedocházelo k nepřijatelnému hlubokému vybití baterií.

Někdy může být na výstupu stabilizační převodník, pokud jsou zařízení napájená z UPS citlivá na malé kolísání napětí.

Tyto záložní zdroje se používají k ochraně následujících domácích zařízení napájených stejnosměrným proudem:

• a bezpečnost;
• všechny druhy senzorů (únik, kouř, oheň, pohyb atd.);
• osvětlovací systémy;
• Telekomunikační zařízení;
• komunikační systémy;
• komponenty řídicího systému.

Mnoho DC UPS má možnost připojení externí baterie. V tomto případě může být autonomní fungování zařízení, která obsluhují, velmi dlouhé.

Závěry a užitečné video k tématu

Stručně o hlavních charakteristikách UPS pro domácnost:

Různorodost typů UPS a jejich vlastností je důsledkem rozdílných podmínek jejich použití: výkonu a typu připojených zařízení, parametrů a typických problémů konkrétní elektrické sítě. Záložní zdroj obvykle není nejdražším prvkem v systému, ale závisí na něm stabilita jeho provozu. Proto musíte určit provozní podmínky a pečlivě vybrat model.

Stále máte dotazy k tématu článku? Nebo můžete tento materiál doplnit zajímavými informacemi o UPS? Do bloku níže pište své komentáře, ptejte se a podělte se o své zkušenosti.

Hlavním účelem nepřerušitelného zdroje napájení (UPS) je dočasně zajistit napájení zařízení během výpadků proudu. Všude je běžnou praxí připojovat počítače přes UPS. 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..." Zkusme na to přijít: co, před čím a jak nepřerušitelný zdroj napájení chrání?

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

Pasivní(stand-by, VFD, back-UPS, backup) zdroje jsou nejjednodušší a nejlevnější. V nich se obvykle vypne napájecí obvod baterie a spustí se pouze při výpadku proudu. Doba přepnutí ze síťového provozu na bateriový je desetiny sekundy a výstupní signál při provozu na baterie se znatelně liší od „správné“ sinusovky. Na vstupu takových UPS se zpravidla instaluje jednoduchý šumový filtr a vysokorychlostní pojistka. První částečně vyhlazuje impulsní šum a druhý by měl fungovat, když se výrazně zvýší napětí v elektrické síti. Pasivní UPS jsou určeny k napájení domácích a kancelářských počítačů. Mírný „pokles“ výstupního napětí při přechodu na baterii počítačové jednotky výživa není hrozná.

Lineární interaktivní(line-interactive, VI, Smart-UPS) UPS se liší tím, že napájecí obvod baterie je neustále zapnutý. Když napětí na vstupu záložního zdroje zmizí, jeho výstupní zásuvky se téměř okamžitě přepnou na interní převodník - pro napájená zařízení je tento přechod téměř nepostřehnutelný. Kromě toho je mnoho line-interactive UPS schopno automaticky udržovat výstupní napětí 220 V. To se provádí dvěma způsoby.

Dokud je síťové napětí mezi 175 a 275 V, aktivuje se mechanismus AVR (Automatic Voltage Regulation). Když 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 síťové napětí překročí mezní hodnoty, přepne se line-interactive UPS na bateriové napájení. V tomto režimu pokračuje v provozu, dokud se síťové napětí nevrátí do normálu nebo dokud se nevybije baterie. Takové UPS by však neměly být považovány za stabilizátory napětí. Jejich „stabilizační“ režim je nucený a krátkodobý!

V UPS s dvojitou konverzí(dvojitá konverze, VFI, Online-UPS) výstupní napětí je neustále napájeno z převodníku, převodník je neustále napájen 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. Samotná UPS je drahá, velká a těžká, měnič se velmi zahřívá a vyžaduje chlazení ventilátorem a energetické ztráty při přeměně dosahují desítek procent.

UPS s dvojitou konverzí se používají pouze k napájení serverů a počítačů v kritických aplikacích. Takové modely se zřídka prodávají - obvykle se dodávají na objednávku. S největší pravděpodobností si pro napájení svých pracovních počítačů 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 napájení zařízení s maximální spotřebou 360 W. Pokud dáte velkou zátěž, proudová ochrana bude fungovat a nepřerušitelný zdroj napájení se vypne. V praxi je žádoucí zajistit asi 30% výkonovou rezervu. Pro napájení počítače s reálnou spotřebou 200-250W a monitoru, který si vezme dalších cca 30-60W, jsou tedy vhodné nejběžnější UPS 600 nebo 650 VA.

Pokud to uspořádání počítačů v místnosti umožňuje, je výhodnější použít jednu výkonnou UPS místo několika malých. Dva kancelářské počítače budou vyžadovat nepřerušitelný zdroj napájení o výkonu cca 1000 VA. Pro napájení tří počítačů stojících vedle sebe postačí 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 se například přepálí nulový vodič v panelu, může být napětí v zásuvce téměř 380 V. V napájecích zdrojích pro počítače a monitory se v tomto případě obvykle spálí varistory a pojistky. Opravy jsou levné, ale vyžadují čas. Teoreticky by měl UPS reagovat na napěťový ráz dříve, než shoří pojistky v zařízení, které je k němu připojeno.

Ochrana dat je však na prvním místě. Pokud se vypne napájení počítače, všechny neuložené informace budou ztraceny. UPS vám umožňuje buď ukládat otevřené dokumenty a správně se vypněte nebo přepněte počítač do režimu spánku. Ruční ukládání dokumentů je nejjednodušší způsob. Při přepnutí na bateriové napájení začne UPS hlasitě pípat. Jakmile uslyšíte takové varování, zkontrolujte, zda je vše uloženo. Dále se podívejte na situaci: buď jednoduše vypněte počítač, nebo jej uveďte do režimu spánku.

Pro aktivaci automatiky je potřeba připojit ovládací port (USB nebo RS-232, podle modelu) zdroje nepřerušitelného napájení k počítači pomocí signálního kabelu a nainstalovat do počítače potřebný software. Bohužel mnoho uživatelů o této možnosti ani neví! Provoz UPS je řízen vestavěným mikrokontrolérem. Jeho mikroprogram (firmware) po zapnutí neustále monitoruje napětí a proudy v externích obvodech a během provozu periodicky testuje elektroniku a baterii. Poskytuje také informace o aktuálním provozním režimu a stavu komponent UPS do řídicího portu. Tato data jsou přenášena kabelem do počítače, kde jsou zpracovávána 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.

Parametry musíte nastavit v nastavení aplikace automatické vypnutí. Na výběr jsou zpravidla dvě možnosti: buď vypnout počítač po určité době po přepnutí na záložní napájení, nebo to udělat nějakou dobu před předpokládaným úplným vybitím baterií.

Jak dlouho může nepřerušitelný zdroj napájení fungovat na baterie?

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

Zdroje s výkonem nad 800 VA mívají dvě stejné baterie nebo jednu, ale s větší kapacitou. Jízdní řády nebo kalkulačky životnost baterie při různém zatížení pro různé modely jsou uvedeny na stránkách výrobců. Nicméně „z ruky“ můžeme předpokládat, že jakýkoli model bude schopen napájet zátěž svého jmenovitého výkonu po dobu asi 5-15 minut. Pokud potřebujete zajistit napájení počítače z baterií na dostatečně dlouhou dobu, je lepší vzít si vysoce výkonnou UPS s prostornými bateriemi. Bude pracovat pouze na třetinu nebo čtvrtinu jmenovitého výkonu. Ale takovou zátěž, pro sebe nízkou, bude schopen dodávat energii půl hodiny i déle.

Síťová zařízení (switche, routery, NAS) také těží z nepřerušitelného napájení. V opačném případě po výpadku napájení síť okamžitě „spadne“ a dokumenty otevřené ze síťových složek nebude možné uložit. Přepínač můžete napájet z UPS pracovní stanice, která je k němu nejblíže, i když je správnější nainstalovat samostatný „nepřerušitelný zdroj napájení“ s nízkým výkonem.

Životnost baterie je omezená. Při provozu 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 „neudržuje nabití“. Pokaždé se výdrž baterie zkrátí. V zásadě stačí k uložení dokumentů a správnému vypnutí počítače několik minut. Když se UPS začne vypínat ještě dříve, je určitě čas vyměnit baterii.

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 značek Ippon, SVEN a podobných v designu, 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.

Téměř všechny obchody s počítači však prodávají uzavřené olověné baterie v nejoblíbenějších velikostech. Na značce a výrobci nezáleží: jedná se o zcela standardní produkty. Nejprve otevřete UPS a zjistěte, jaký druh baterie je v něm nainstalován. Pro většinu UPS „kancelářské třídy“ (500-700 VA) jsou vhodné baterie označené 12V 7Ah o rozměrech 151x94x65 mm. Při instalaci nové baterie se snažte kontakty pevně nasadit na jazýčky kontaktů baterie. Pokud jsou svorky uvolněné, lze je opatrně utáhnout kleštěmi.

Po instalaci baterie je vhodné zkalibrovat UPS tak, aby její firmware vyhodnotil a zapamatoval si parametry nové baterie. Plně nabijte baterii do 24 hodin. Poté vytáhněte zástrčku ze zásuvky, aby se UPS přepnula na autonomní napájení. Nechte baterii zcela vybít, dokud se nepřerušitelný zdroj napájení sám nevypne. Jako zátěž je lepší nepoužívat počítač (i když v extrémních případech je to přijatelné), ale několik žárovek o celkovém výkonu asi 300 W. Poté se znovu připojte k síti a zapněte UPS – nechte baterii nabít a zařízení nadále funguje jako obvykle. Kromě kalibrace zařízení jako celku tento postup také „trénuje“ baterii. Po úplném vybití-nabití začne baterie využívat svou kapacitu na maximum.

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

Podle definice nepřerušitelné systémy nepotřebují telefon ani místní síť. Jako „bonus“ jsou ve stejném krytu se zařízením instalovány průchozí impulsní odrušovací filtry pro telefonní linku a síť. Jednu zásuvku zapojte do telefonní zásuvky ve zdi a do druhé zapojte telefon. Pokud dojde na telefonní lince k vysokonapěťovému rušení, například během bouřky, filtr vyhladí přepětí a ochrání telefon.

Je obtížné klasifikovat elektrické sítě ruských měst jako moderní. Zařízení je zastaralé, opravy se neprovádějí, poklesy napětí se staly normou. Všechny závady a poruchy mají extrémně negativní dopad na práci spotřebitelů. Nekvalitní napájecí zdroje mají obzvláště silný dopad na počítačová a mikroprocesorová zařízení a způsobují nejen ojedinělé poruchy, ale také úplnou ztrátu výkonu. Bohužel elektrická zařízení často nejsou chráněna před takovými přepětími a nepřerušitelný zdroj napájení pomůže problém vyřešit. Podle konfigurace fází výstupů a vstupů se UPS dělí na dva typy: jednofázový vstup - výstup a třífázový vstup - výstup.

Proč potřebujete UPS?

Tato zařízení v prvé řadě zabraňují poškození zařízení a zabraňují provozním poruchám elektronické systémy. Umožňují správné vypnutí práce v případě neočekávaného výpadku proudu.

S pomocí UPS jsou úspěšně překonána přerušení a elektrické rušení, které se pravidelně vyskytují v domácích a pracovních sítích. Mezi nejběžnější patří následující:

• Poklesy napětí. V tomto stavu napětí náhle výrazně poklesne. K jeho obnovení jsou zapotřebí různé časové intervaly, v některých případech i desítky sekund. Příčina poruch je nejčastěji spojena s omezenou kapacitou rozvodny, zejména v zimním období, dále s náběhem a dalším provozem výkonných zařízení. Fyzicky se nízké napětí projevuje v podobě blikání světel.
• Napěťový impuls. V tomto případě se napětí prudce změní, s amplitudou až 2000 voltů, a poté se během velmi krátké doby vrátí na normální úroveň. krátký čas. To nevyžaduje více než 10 milisekund. Za hlavní důvod je považován provoz průmyslových zařízení, klimatizací, výtahů, údery blesku atp.
• Na krátkou dobu žádné napětí. Tato mezera není větší než 20 milisekund a je prakticky nepostřehnutelná. Negativně je však ovlivněno elektronické zařízení
• Dlouho žádné napětí. Tato doba se může pohybovat od 20 milisekund do několika hodin. Mezi příčiny patří přetížení, nepříznivé povětrnostní podmínky a fyzické poškození v rozvodnách, které způsobují výpadky elektrického vedení.
• Změny frekvence během krátké doby, když je k síti připojeno zařízení s vysokým výkonem. RF šum má také negativní dopad při připojování rádiových vysílačů, zátěží, generátorů a průmyslových zařízení.

Elektronické společnosti provedly studie, které ukazují, že každý Osobní počítač během jednoho měsíce jsou nejméně 120krát vystaveny různým negativním vlivům, tak či onak souvisejícím s problémy s napětím v elektrických sítích.

Základní funkce UPS

V souladu se známými problémy, které se pravidelně objevují v elektrických sítích, plní nepřerušitelné napájecí zdroje řadu důležitých funkcí zaměřených na jejich odstranění a prevenci negativních důsledků.

Účelem nepřerušitelného napájení je dělat následující:

• Filtrují napájecí napětí a snižují hladinu hluku.
• Absorbuje krátkodobé napěťové rázy, včetně menších.
• Chrání proti zkratu a přetížení.
• Při absenci napětí v síti poskytují zátěži záložní napájení po nastavenou dobu.

Nejpokročilejší modely systémů nepřerušitelného napájení mohou provádět další užitečné akce díky specializovaným software, určený k ovládání těchto zařízení:

• Zátěž se zapíná a vypíná podle příkazů z vnitřního časovače přesně v zadaný čas.
• V případě delšího výpadku proudu je zařízení automaticky udržováno a po obnovení normálního napájení je restartováno.
• Nouzové situace jsou monitorovány a jsou vydávány různé varovné signály.
• Displej zařízení zobrazuje střídavé napětí a frekvenci v dané síti a také výstupní napájecí napětí a výkon spotřebovaný zátěží.
• Monitorování a záznam dat o stavu UPS. To zahrnuje teplotu baterie, úroveň nabití a další výkonnostní charakteristiky.

Obecné schéma činnosti zařízení nepřerušitelného napájení

Většina UPS je vybavena následujícími součástmi podle jejich provozních vzorů:

• Invertor, který generuje sinusovku.
• Nabíjecí baterie, které uchovávají elektřinu.
• Elektronický obvodřídit všechny procesy.
• Software.
• Zařízení pro nabíjení baterie.

V případě potřeby lze zařízení organizovat vzdálený přístup pomocí místní sítě. Spolehlivost a výkon obvodu zvyšuje jeho redundance.

Zdroje nepřerušitelného napájení mohou být v následujících provozních režimech:

• Doba nabíjení. Sinusový obvod na vstupu a výstupu je přerušen vnitřním spínačem zařízení. Baterie připojená k usměrňovači se nabíjí, dokud není obnovena její optimální kapacita.
• Připravené období. Jakmile je baterie nabitá, vnitřní spínač zařízení se automaticky sepne. Baterie přejde do vyrovnávací paměti a udržuje stav připravenosti na další provoz.
• Doba vypouštění. Baterie je automaticky převedena na napájení zátěže, což vede k jejímu postupnému vybíjení.

Specifikace

Všechna zařízení s nepřerušitelným napájením mají určitou sadu technická charakteristika. Liší se v jednotlivých parametrech v závislosti na provedení a úpravě konkrétního zařízení.

Každý z nich má své vlastní rozsahy vstupního napětí, když je UPS napájena ze sítě a nepoužívá vestavěné baterie. Je třeba mít na paměti, že delší dojezdy zkracují životnost baterií, a tím prodlužují jejich životnost. Kromě toho nadále dodávají energii do zátěže ze sítě, zatímco při nižším rozsahu se UPS přepne na baterii, rychle ji vybije a zátěž odpojí.

U všech UPS se výstupní napětí mění, když se mění vstupní napětí. To znamená, že musí být udržován na takové úrovni, aby připojené zařízení mohlo normálně fungovat. Nízké výstupní napětí často vede k poruchám a ztrátě dat. Překročení dává stejné výsledky a je doplněno selháním použité zátěže.

Velmi důležitá je kvalita spínání a přechodových procesů do a z baterie, které by neměly přitahovat pozornost a měly by být správně provedeny v krátkém čase. Frekvence UPS je správně synchronizována s frekvencí externí sítě. V případě přetížení je dán speciální signál pomocí světelné a zvukové indikace. Samotné zařízení je při provozu z baterie vypnuté a uživatel musí okamžitě snížit zátěž.

Mnoho zařízení lze zapnout v tzv. režimu studeného startu, kdy v hlavním zdroji není napětí. Tato funkce je užitečná při dlouhém výpadku proudu, kdy je nutné urgentně provést nějakou akci na elektronickém zařízení.

Jednofázový vstup - výstup (1ph / 1ph nebo 1:1)

Jednofázové zdroje nepřerušitelného napájení byly navrženy pro jednofázové napájení. Spolehlivě chrání elektrická zařízení, která vyžadují zvýšené požadavky na kvalitu napájení, před jakýmikoli problémy v síti (například absence nebo zkreslení napětí, potlačení vysokofrekvenčního rušení).

Takové zařízení udržuje kvalitu výstupního napětí, pokud dojde k problému se vstupním napětím pomocí energie baterie(odchylky v hodnotě, mizení, deformace tvaru). Jednofázové UPS se používají v mnoha oblastech informačních technologií a komunikací.

Třífázový vstup - výstup (3ph / 3ph nebo 3:3)

Pro nepřetržitý provoz 24/7 se obvykle používají třífázové typy nepřerušitelných zdrojů napájení. Zařízení je vhodné pro napájení třífázových zařízení, která jsou určena pro 3x380 V a pro jednofázové spotřebiče energie pracující na 220 V. Třífázové UPS udržují požadovanou kvalitu výstupního napětí. Používají se v bankách, počítačových centrech, lékařská střediska, doprava atd.

Typy nepřerušitelných zdrojů napájení

Záložní zdroj je podle typu rozdělen do tří kategorií.

Interaktivní UPS (line-interactive)

Toto je nejideálnější varianta pro domácnost, zejména tam, kde je napětí nestabilní a často mizí. Oproti jiným typům jsou zde dva důležité aspekty. Za prvé, fungují mnohem rychleji, během 2-5 milisekund. Za druhé, před přepnutím se snaží vyrovnat napětí, což funguje docela efektivně s malými rázy. V důsledku toho se výdrž baterie zlepšuje a lze ušetřit spoustu peněz. To je ideální varianta pro domácí použití.

Tato zařízení se vyznačují složitějším obvodem, který obsahuje stabilizátor napětí s autotransformátorem, který má funkci krokového řízení. Tato zařízení pouze upravují výstupní napětí, ale nemohou řídit frekvenci signálů. Úplná stabilizace je nemožná kvůli malému počtu nastavovacích kroků.

Dražší typy modelů jsou vybaveny měniči s polovodičovými spínači. Po přepnutí na bateriové napájení jsou rychlejší než ostatní zařízení.

Offline nepřerušitelný napájecí zdroj UPS (off-line)

Nejlevnější typ. Princip fungování spočívá v tom, že v případě výpadku proudu nebo přepětí přepněte zařízení na bateriové napájení. Tento typ má značné nevýhody. První je doba odezvy, ta je asi 10 milisekund. Za druhé, pokud napětí ve vaší domácnosti neustále kolísá, taková UPS se často přepne na bateriové napájení, což výrazně sníží její zdroje a po několika měsících ji budete muset vyměnit.

Online UPS (online)

Nejdražší a nejúčinnější zdroj nepřerušitelného napájení. Reguluje napětí v reálném čase a přepíná na baterii pouze v nejobtížnějších situacích. Často se používá pro servery, které vyžadují vysoce kvalitní napájení. Baterie je trvale připojena k obvodu a nevyžaduje žádné dodatečné spínání.

Jak vybrat správnou UPS

Před výběrem zařízení se musíte rozhodnout, které problémy s napájením budou nejnaléhavější.

Pro obyvatele nových oblastí nacházejících se ve velkých městech budou stačit nejjednodušší offline zařízení. V těchto místech jsou obvykle položeny nové sítě, které poskytují stabilní napětí. K UPS se proto doporučuje dokoupit pro každý případ přepěťovou ochranu. Nemůže být připojen k výstupu zdroje nepřerušitelného napájení, aby nedošlo ke zkreslení proudových charakteristik. Při výběru nepřerušitelných zdrojů napájení pro kanceláře a velké lokální sítě Můžete si vybrat kteroukoli z výše uvedených možností v souladu s provozními podmínkami.

Při výběru nepřerušitelného zdroje napájení (UPS) byste měli věnovat pozornost následujícím parametrům a technickým vlastnostem:

• Hodnota výstupního výkonu
• Doba potřebná k přepnutí na bateriové napájení a zpět.
• Životnost baterie v závislosti na kapacitě baterie a výkonu zařízení připojeného k UPS.
• Šířka rozsahu vstupního napětí, při kterém lze stabilizovat výkon bez přepínání na baterie.
• Životnost baterie je v průměru od 5 do 10 let.