Fonctions d'alimentation sans interruption. UPS pour ordinateur : à quoi faut-il faire attention lors de l'achat

Les exigences relatives à la qualité de l'électricité sont légalement prescrites par les normes de l'État et des réglementations assez strictes. Les organismes de distribution d'électricité font de nombreux efforts pour s'y conformer, mais ils ne sont pas toujours mis en œuvre.

Dans nos appartements et en production, les éléments suivants surviennent périodiquement :

des pannes de courant complètes pour une durée indéterminée ;

impulsions de tension apériodiques à court terme (10÷100 ms) haute tension (jusqu'à 6 kV) ;

surtensions et chutes de tension de durées variables ;

superpositions de bruit haute fréquence ;

dérives de fréquence.

Tous ces problèmes affectent négativement le travail des consommateurs d'électricité domestiques et professionnels. Les microprocesseurs et les ordinateurs sont particulièrement affectés par la qualité de l'alimentation électrique : non seulement ils tombent en panne, mais peuvent également perdre complètement leur fonctionnalité.

Objectif et types de sources Alimentation sans interruption

Pour réduire le risque de dysfonctionnement du réseau d'alimentation électrique, on utilise des dispositifs de secours, communément appelés alimentations sans interruption (UPS) ou UPS (dérivé de l'abréviation de l'expression anglaise « Uninterruptible Power Supply »).

Ils sont fabriqués avec différentes conceptions pour résoudre des problèmes spécifiques des consommateurs. Par exemple, de puissants onduleurs équipés de batteries au gel peuvent maintenir l'alimentation électrique d'un chalet entier pendant plusieurs heures.

Leurs batteries reçoivent une charge d'une ligne électrique, d'une éolienne ou d'autres transporteurs d'électricité via le dispositif redresseur onduleur. Ils alimentent également les consommateurs électriques du chalet.

Lorsque la source externe est éteinte, les batteries se déchargent vers la charge connectée à leur réseau. Plus la capacité des batteries est grande et plus leur courant de décharge est faible, plus elles fonctionnent longtemps.

Les alimentations sans coupure de puissance moyenne peuvent sauvegarder les systèmes de climatisation intérieure et les équipements similaires.

Dans le même temps, les modèles d'onduleurs les plus simples ne sont capables que d'exécuter le programme d'arrêt d'urgence de l'ordinateur. Dans le même temps, la durée de l'ensemble du processus de travail ne dépassera pas 9÷15 minutes.

Les alimentations sans interruption pour ordinateurs sont :

intégré au corps de l'appareil ;

externe.

Les premiers modèles sont courants dans les ordinateurs portables, les netbooks, les tablettes, etc. appareils mobiles, alimenté par une batterie intégrée, équipée d'un circuit de commutation d'alimentation et de charge.

Batterie d'ordinateur portable avec un contrôleur intégré est une alimentation sans coupure. Son schéma en mode automatique protège les équipements en fonctionnement contre les défauts électriques.

Conceptions d'onduleurs externes, destiné à l'achèvement normal des programmes ordinateur de bureau, sont fabriqués sous forme de bloc séparé.

Ils sont connectés via Adaptateur de réseau alimentation à une prise électrique. Ils alimentent uniquement les appareils responsables de l'exécution des programmes :

unité centrale avec un clavier connecté ;

un moniteur qui affiche les processus en cours.

Repos périphériques: les scanners, imprimantes, haut-parleurs et autres équipements ne sont pas alimentés par UPS. Sinon, en cas d'arrêt d'urgence des programmes, ils reprendront une partie de l'énergie accumulée dans les batteries.

Options pour construire des schémas de fonctionnement UPS

Les onduleurs informatiques et industriels sont fabriqués en trois options principales :

alimentation de secours ;

diagramme interactif;

double conversion d'électricité.

Avec la première méthode schéma de sauvegarde, désigné par les termes anglais « Standby » ou « Off-Line », la tension est fournie du réseau à l'ordinateur via un UPS, dans lequel les interférences électromagnétiques sont éliminées par des filtres intégrés. Il est également installé ici, dont la capacité est maintenue par le courant de charge régulé par le contrôleur.

Lorsqu'il disparaît ou dépasse les normes établies alimentation externe, le contrôleur dirige ensuite l'énergie de la batterie vers les consommateurs d'énergie. Un simple onduleur est connecté pour convertir le courant continu en courant alternatif.

Avantages d'UPS Standby

Les alimentations sans coupure hors ligne ont un rendement élevé lorsqu'une tension leur est appliquée, fonctionnent silencieusement, émettent peu de chaleur et sont relativement bon marché.

Défauts

UPS Standby se démarque :

longue transition vers l'alimentation par batterie 4÷13 ms ;

forme déformée du signal de sortie produit par l'onduleur sous la forme d'un méandre plutôt que d'une sinusoïde harmonique ;

manque de réglage de la tension et de la fréquence.

Ces appareils sont plus courants sur les ordinateurs personnels.

Onduleur à circuit interactif

Ils sont désignés Terme anglais"Ligne-Interactive". Ils sont réalisés selon le schéma précédent, mais plus compliqué, en incluant un stabilisateur de tension utilisant un autotransformateur à régulation échelonnée.

Cela permet d'ajuster la tension de sortie, mais ils ne sont pas en mesure de contrôler la fréquence du signal.

Le filtrage des interférences en mode normal et la commutation sur l'alimentation de l'onduleur en cas d'urgence s'effectuent selon les algorithmes UPS Standby.

L'ajout d'un stabilisateur de tension de différents modèles avec des techniques de contrôle a permis de créer des onduleurs avec une forme de signal non seulement d'onde carrée, mais également de sinusoïde. Cependant, un petit nombre d'étages de commande basés sur une commutation de relais ne permet pas la mise en œuvre de fonctions de stabilisation complètes.

Cela est particulièrement vrai pour les modèles bon marché qui, lors du passage à l'alimentation par batterie, non seulement augmentent la fréquence au-dessus de la fréquence nominale, mais déforment également la forme de l'onde sinusoïdale. Les interférences sont introduites par un transformateur intégré, au cœur duquel se produisent des processus d'hystérésis.

Les modèles coûteux utilisent des onduleurs basés sur des commutateurs à semi-conducteurs. Les UPS Line-Interactive ont des performances plus rapides lors du passage à l'alimentation par batterie que les UPS hors ligne. Elle est assurée par le fonctionnement d'algorithmes de synchronisation entre la tension entrante et les signaux de sortie. Mais en même temps, l’efficacité est quelque peu sous-estimée.

L'onduleur Line-Interactive ne peut pas être utilisé pour alimenter des moteurs asynchrones qui sont massivement installés partout appareils ménagers, y compris les systèmes de chauffage. Ils sont utilisés pour faire fonctionner des appareils alimentés où l’alimentation est à la fois filtrée et redressée : ordinateurs et appareils électroniques grand public.

Onduleur double conversion

Ce système UPS doit son nom à l'expression anglaise « On-line » et fonctionne sur des équipements nécessitant une alimentation de haute qualité. Il produit une double conversion d'électricité lorsque les harmoniques sinusoïdales courant alternatif sont constamment convertis par le redresseur en une valeur constante, transmise à travers l'onduleur pour créer une onde sinusoïdale répétée à la sortie.

Ici, la batterie est connectée en permanence au circuit, ce qui élimine le besoin de sa commutation. Cette méthode élimine pratiquement la période de préparation de l'alimentation sans interruption pour la commutation.

Le fonctionnement d'un onduleur en ligne en fonction de l'état de la batterie peut être divisé en trois étapes :

étape de charge ;

état d'attente ;

décharge pour le fonctionnement de l'ordinateur.

Période de facturation

Les circuits d'entrée et de sortie d'onde sinusoïdale sont interrompus par le commutateur interne de l'UPS.

La batterie connectée au redresseur reçoit de l'énergie de charge jusqu'à ce que sa capacité soit rétablie à des valeurs optimales.

Période de préparation

Une fois la batterie chargée, l'alimentation automatique sans interruption ferme l'interrupteur interne.

La batterie reste prête à fonctionner en mode tampon.

Période de décharge

La batterie est automatiquement transférée pour alimenter la station informatique.

Les alimentations sans coupure fonctionnant selon la méthode de double conversion ont un rendement en mode secteur inférieur à celui des autres modèles en raison de la consommation d'énergie pour la chaleur et le bruit. Mais dans les structures complexes, des techniques sont utilisées pour accroître l’efficacité.

UPS On-line est capable de corriger non seulement la valeur de la tension, mais également sa fréquence d'oscillation. Cela les distingue des modèles précédents et leur permet d'être utilisés pour alimenter divers appareils complexes dotés de moteurs asynchrones. Cependant, le coût de ces appareils est nettement plus élevé que celui des modèles précédents.

Composition de l'onduleur

Selon le type de circuit de fonctionnement, le kit d'alimentation sans interruption comprend :

batteries pour stocker l'électricité;

Assurer le maintien des performances de la batterie ;

onduleur pour générer une onde sinusoïdale,

diagramme de contrôle de processus ;

logiciel.

Un réseau local peut être utilisé pour accéder à distance à l'appareil et la fiabilité du circuit peut être augmentée grâce à sa redondance.

Certaines alimentations sans interruption utilisent le mode « Bypass », lorsque la charge est alimentée par la tension secteur filtrée sans faire fonctionner le circuit principal de l'appareil.

La partie UPS dispose d'un régulateur de tension pas à pas « Booster », contrôlé automatiquement.

En fonction de la nécessité de mettre en œuvre des solutions techniques complexes, les alimentations sans interruption peuvent être équipées de fonctions spéciales supplémentaires.

Une alimentation sans coupure est un composant du système électrique situé entre la charge et le réseau d'alimentation. La fonction principale d'un UPS est de fournir une alimentation sans interruption. Comment fonctionne une alimentation sans interruption ? Un circuit UPS simplifié comprend des batteries et des éléments UPS spéciaux qui compensent les perturbations du réseau principal, à savoir un onduleur, un redresseur, un filtre et dans certains cas. Aujourd'hui, les systèmes d'alimentation sans interruption sont divisés en trois groupes. Chaque groupe a son propre principe de fonctionnement de l'UPS.

Les composants clés d'UPS sont. Ce sont les batteries qui déterminent la durée de fonctionnement de l'onduleur lorsque l'alimentation est coupée. En règle générale, les UPS utilisent des batteries au plomb avec les paramètres suivants : tension 12 V et capacité 7 Ah ou 9 Ah. Les batteries sont du type scellé et sans entretien. L'onduleur le plus simple utilise 1 batterie, mais dans les alimentations sans interruption puissantes, leur nombre peut être plusieurs fois plus important.

UPS de sauvegarde

Les onduleurs dits de secours sont les plus simples et les plus abordables. Principe de fonctionnement de l'alimentation sans interruption de ce genre est extrêmement simple : la charge est alimentée via le réseau s'il y a de la tension, sinon l'alimentation est coupée à partir de la batterie. La batterie est chargée pendant le fonctionnement de l'onduleur. Selon les statistiques, l'efficacité de ces UPS en cas de panne de courant est de 55 à 60 %.

Dans la plupart des cas, vous pouvez expliquer le fonctionnement d'un onduleur pour ordinateur en vous référant au principe de fonctionnement. La plupart des systèmes UPS domestiques pour ordinateurs sont fabriqués à l’aide de cette technologie. Le niveau de protection qu'ils peuvent fournir est le plus bas de toutes les alimentations sans coupure existantes. Le signal n'est filtré que partiellement. Souvent, ce niveau de protection est tout à fait suffisant pour les appareils électroménagers, car la qualité de l'énergie dans ces réseaux est légèrement supérieure à celle des réseaux industriels.

Les UPS de secours fonctionnent très bien en tandem avec un ordinateur, mais ils ne sont absolument pas compatibles pour fonctionner en tandem avec des pompes, des chaudières et autres équipements similaires, car le fonctionnement UPS type de réserve ne fournit pas de forme d'onde de tension sinusoïdale. Pour les ordinateurs, cela n’est pas critique puisqu’ils utilisent des alimentations commutées. Ce fait permet à de tels dispositifs de résister à une légère panne de courant due à la présence d'une certaine quantité d'énergie dans leurs propres condensateurs. Le temps de commutation hors ligne du réseau vers la batterie varie de 2 à 15 millisecondes. Le circuit de fonctionnement de l'onduleur comprend un onduleur qui convertit le courant continu de la batterie en courant alternatif. Il convient de noter que ces UPS sont généralement de faible consommation.

UPS interactif en ligne

La conception et le fonctionnement des alimentations sans coupure interactives sont presque identiques à ceux des onduleurs de secours. L'exception est la capacité de stabiliser la tension, qui est réalisée à l'aide d'un dispositif de commutation. L'avantage de la stabilisation est qu'il n'est pas nécessaire de changer l'alimentation en cas d'écarts de tension importants. Les écarts de tension d'entrée peuvent atteindre environ 20 % de la valeur normale. La tension de sortie de l'alimentation sans coupure ne fluctue pratiquement pas. L'efficacité de protection des onduleurs line-interactifs est de 85 %.

Comparés aux onduleurs de secours, ils fournissent plus haut niveau défense, mais inférieure. Le fonctionnement d'une alimentation sans interruption linéaire-interactive peut être divisé en deux groupes. Les appareils appartenant au premier groupe produisent une sinusoïde approximative en sortie, c'est-à-dire une sinusoïde échelonnée. Le deuxième groupe produit une onde sinusoïdale « pure » sans aucune distorsion. Ce dernier peut dans certains cas remplacer un UPS en ligne. La présence d'une sinusoïde pure en sortie permet de les utiliser pour protéger les moteurs électriques et les chaudières de chauffage.

UPS en ligne

Les UPS les plus fiables et les plus high-tech sont du type en ligne. Ils mettent en œuvre une technologie à double conversion, la plus avancée de toutes celles existantes. Le degré de protection offert par de tels dispositifs tend vers 100 %, quels que soient les modes de fonctionnement de l'onduleur actifs : depuis le réseau ou depuis la batterie.

Comment fonctionne un onduleur avec topologie en ligne ? En fait, le principe de fonctionnement est inscrit dans le nom lui-même. Le courant d'entrée est converti en courant continu par le redresseur, après quoi l'onduleur le reconvertit en courant alternatif. Le courant alternatif à la sortie a des paramètres idéaux tant sous forme de tension que de valeur. L'UPS contient une ligne de secours - contourne, à travers lequel l'alimentation est fournie en cas de dysfonctionnement de l'un des nœuds de l'alimentation sans interruption.

On dit communément que le temps de commutation vers la batterie est nul, mais en réalité les batteries sont toujours connectées au circuit. C'est pourquoi les données UPS sont appelées en ligne. Un tel dispositif d'alimentation sans interruption vous permet de protéger la charge de tout type de perturbations pouvant survenir dans le réseau fédérateur.

De tels UPS sont utilisés pour protéger les charges critiques et très sensibles. Tous les onduleurs puissants sont fabriqués à l'aide de cette technologie. Malgré la puissance élevée, des solutions supplémentaires sont utilisées pour augmenter l'autonomie. Le plus souvent, la conception permet à l'onduleur d'être utilisé conjointement avec un générateur ou avec des batteries externes.

Cependant, la double conversion a aussi ses inconvénients. Le dispositif UPS est assez complexe, ce qui n'a pas le meilleur effet sur son coût. La présence d'une double conversion réduit l'efficacité, mais sur les onduleurs modernes, elle est assez élevée. Des technologies spéciales d'économie d'énergie ont été mises en œuvre pour augmenter l'efficacité aux valeurs maximales. De plus, le processus de double conversion s’accompagne d’un dégagement de chaleur et de bruit. Il convient de reconnaître que la proportion de tous ces inconvénients est incomparablement faible par rapport à tous les avantages, et surtout au niveau de protection.

Pour maintenir la fonctionnalité des appareils en cas de panne du réseau, une alimentation sans coupure est utilisée. En fonction du type de consommateurs desservis et des paramètres électriques, vous devez choisir différents modèles. Ces appareils sont très demandés, il n'est donc pas difficile d'acheter un exemplaire présentant les caractéristiques requises.

Mais avant d'acheter, vous devez comprendre vous-même ses caractéristiques et ne pas confier cette question aux managers intéressés par les ventes.

Dans ce document, nous examinerons les caractéristiques de conception et de fonctionnement de l'onduleur, ainsi que les règles de son utilisation.

Pour les besoins domestiques, on utilise des dispositifs d'alimentation sans interruption, connectés à un réseau monophasé de 220 V, qui peuvent alimenter pendant un certain temps les consommateurs nécessitant la même tension en l'absence d'électricité.

Il existe également des onduleurs connectés à l'entrée d'un réseau triphasé, et la sortie est soit de 380 V, soit de 220 V. Cependant, ils sont chers, ils sont utilisés lorsqu'il est nécessaire d'obtenir une alimentation autonome à partir de 10 kVA A, ce qui n'est pas nécessaire pour les besoins domestiques.

Les UPS AC domestiques sont divisés en types suivants en fonction de leur schéma de fonctionnement :

• sauvegarde (hors ligne);
• interactif (linéaire-interactif);
• double conversion (en ligne).

Ils diffèrent par la qualité de la tension de sortie et le prix. Les moins chers sont ceux en veille, et les plus chers sont ceux à double conversion.

Pour convertir le courant alternatif en courant continu chargeur utiliser un redresseur. Et la transformation inverse s'effectue à l'aide d'un onduleur.

Dans les systèmes d'alimentation sans interruption, des relais électromécaniques ordinaires sont généralement installés pour commuter le circuit du réseau à la batterie. Si cette pièce est de haute qualité, sa ressource est alors suffisante pour l'ensemble du fonctionnement de l'onduleur. Mais le plus souvent, lorsqu'un bloc tombe en panne, le problème réside précisément dans cet élément structurel.

Le circuit interactif diffère du circuit de secours par la présence d'un stabilisateur de tension. Il est conçu comme un autotransformateur typique avec des enroulements directement connectés

La stabilisation de tension est également présente dans de nombreux appareils ménagers, donc si les écarts sont insignifiants, cela n'a aucun sens d'acheter un modèle linéaire-interactif plus cher.

La présence d'un transformateur oblige souvent le fabricant à recourir au refroidissement forcé, c'est pourquoi ces onduleurs sont équipés de refroidisseurs. Ils émettent un bruit d’intensité comparable au fonctionnement d’une unité informatique.

Pour mesurer la charge des appareils, vous pouvez soit utiliser un ampèremètre, soit la calculer à l'aide des relevés d'un compteur installé dans l'appartement.

S'il existe un stabilisateur, la tension du réseau intra-maison sera ramenée aux valeurs standards. Cela affectera également les appareils qui ne sont pas connectés à l'onduleur.

Lorsque la tension diminue, le courant circulant dans le réseau intra-maison augmente. Par exemple, supposons que la puissance totale des consommateurs connectés à l'onduleur soit de 1,5 kW et que la tension fournie soit de 190 V.

• I 1 = 1500 / 190 = 7,9 A – intensité du courant dans le circuit jusqu'à l'onduleur sans stabilisateur ;
• I 2 = 1500 / 220 = 6,8 A – intensité du courant dans le circuit jusqu'à l'onduleur avec stabilisateur.

Ainsi, un réseau intra-maison sans stabilisateur connaîtra une charge accrue, qui n'a peut-être pas été prise en compte lors du choix de la section de câblage.

Par conséquent, avec une basse tension constante, il est préférable d'installer un stabilisateur. Dans ce cas, la charge sur l'autotransformateur UPS sera moindre, ce qui prolongera sa durée de vie. De plus, en tenant compte de l'égalisation de tension, vous pouvez acheter des alimentations sans interruption moins chères.

Alimentation électrique sans interruption pour les consommateurs DC

Pour certains appareils, il est nécessaire de fournir une alimentation électrique ininterrompue en DC 12, 24 ou 48 V. Un onduleur de ce type est également disponible à la vente. Leurs marquages ​​contiennent l'abréviation « DC ». Des appareils avec une alimentation en tension de 60, 110 ou 220 V existent également, mais ils sont utilisés dans l'industrie ou l'énergie.

La différence entre les alimentations sans coupure CC dans la structure interne et les modèles classiques est l'absence d'onduleur. Les batteries sont connectées directement à la sortie via un contacteur avec un shunt de mesure limitant le courant pour éviter une décharge trop profonde des batteries.

Parfois, il peut y avoir un convertisseur stabilisateur en sortie si les appareils alimentés par l'onduleur sont sensibles à de petites fluctuations de tension.

Ces alimentations de secours sont utilisées pour protéger les équipements domestiques alimentés en courant continu suivants :

• et la sécurité ;
• capteurs de toutes sortes (fuite, fumée, incendie, mouvement, etc.) ;
• systèmes d'éclairage;
• appareils de télécommunication;
• systèmes de communication;
• composants du système de contrôle.

De nombreux UPS DC ont une option de connexion batteries externes. Dans ce cas, le fonctionnement autonome des appareils qu'ils desservent peut être très long.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

En bref sur les principales caractéristiques des UPS domestiques :

La variété des types d'onduleurs et de leurs caractéristiques est une conséquence des différentes conditions de leur utilisation : la puissance et le type d'appareils connectés, les paramètres et les problèmes typiques d'un réseau électrique particulier. Une alimentation sans coupure n'est généralement pas l'élément le plus coûteux du système, mais la stabilité de son fonctionnement en dépend. Par conséquent, vous devez déterminer les conditions de fonctionnement et sélectionner soigneusement un modèle.

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L’objectif principal d’une alimentation sans coupure (UPS) est d’alimenter temporairement les équipements en cas de panne de courant. Il est courant de connecter des ordinateurs via un UPS partout. Certes, pour de nombreux utilisateurs, il s'agit d'une sorte de « règle de bonnes manières », et le sens pratique de ce rituel leur échappe. "Eh bien, un UPS protège votre ordinateur des surtensions..." Essayons de comprendre : de quoi, de quoi et comment l'alimentation sans interruption protège-t-elle ?

Par structure interne et la logique de fonctionnement, tous les onduleurs sont divisés en trois classes : onduleurs passifs, interactifs en ligne et à double conversion. Ils font donc face, à des degrés divers, aux incidents survenant sur le réseau électrique et appartiennent à différentes catégories de prix.

Passif(veille, VFD, back-UPS, sauvegarde) sont les plus simples et les moins chères. Dans ceux-ci, le circuit d'alimentation de la batterie est généralement désactivé et ne démarre qu'en cas de panne de courant. Le temps de commutation du fonctionnement sur secteur au fonctionnement sur batterie est de quelques dixièmes de seconde et le signal de sortie lors du fonctionnement sur batterie est sensiblement différent de l'onde sinusoïdale « correcte ». En règle générale, un simple filtre antibruit et un fusible à grande vitesse sont installés à l'entrée de ces UPS. Le premier atténue partiellement le bruit impulsionnel et le second doit fonctionner lorsque la tension dans le réseau électrique augmente de manière significative. Les onduleurs passifs sont conçus pour alimenter les ordinateurs domestiques et de bureau. Une légère « baisse » de la tension de sortie lors du passage à la batterie unités informatiques la nutrition n'est pas terrible.

Interactif linéaire(line-interactive, VI, Smart-UPS) Les onduleurs diffèrent en ce que le circuit d'alimentation de la batterie est constamment allumé. Lorsque la tension à l'entrée de l'alimentation sans interruption disparaît, ses prises de sortie basculent presque instantanément sur le convertisseur interne - pour les appareils alimentés, cette transition est presque imperceptible. De plus, de nombreux onduleurs line-interactifs sont capables de maintenir automatiquement une tension de sortie de 220 V. Cela se fait de deux manières.

Tant que la tension secteur est comprise entre 175 et 275 V, le mécanisme AVR (Automatic Tension Régulation) est activé. Lorsque la tension d'entrée s'écarte de 10 à 25 % en dessous de la valeur nominale, l'onduleur augmente la tension de sortie de 15 %. Lorsque la tension d'entrée s'écarte de 10 à 25 % au-dessus de la valeur nominale, l'onduleur réduit la tension de 15 %. Si la tension secteur dépasse les valeurs limites, l'onduleur line-interactive passe à l'alimentation par batterie. Dans ce mode, il continue de fonctionner jusqu'à ce que la tension secteur revienne à la normale ou que la batterie soit déchargée. Cependant, ces UPS ne doivent pas être considérés comme des stabilisateurs de tension. Leur mode « stabilisation » est forcé et de courte durée !

DANS Onduleur double conversion(double conversion, VFI, Online-UPS) la tension de sortie est constamment fournie par le convertisseur, le convertisseur fonctionne constamment sur batterie et la batterie est chargée en permanence à partir du réseau. En fait, l'entrée et la sortie de l'onduleur sont isolées galvaniquement l'une de l'autre et une tension stabilisée est fournie à la sortie. Il s’agit du système le plus fiable, mais en même temps peu économique. L'onduleur lui-même est cher, volumineux et lourd, le convertisseur devient très chaud et nécessite un refroidissement par ventilateur, et les pertes d'énergie pendant la conversion s'élèvent à des dizaines de pour cent.

Les onduleurs à double conversion sont utilisés uniquement pour alimenter les serveurs et les ordinateurs dans les applications critiques. De tels modèles sont rarement mis en vente générale - ils sont généralement fournis sur commande. Très probablement, pour alimenter vos ordinateurs de travail, vous achèterez des onduleurs passifs, maximum et interactifs en ligne.

La puissance des alimentations sans interruption est généralement indiquée en voltampères (VA, VA). Pour convertir ces valeurs en watts (W) plus familiers, vous devez multiplier la puissance en voltampères par un facteur de 0,6. Par exemple, un onduleur d'une puissance nominale de 600 VA alimentera un équipement avec une consommation maximale de 360 ​​W. Si vous donnez une charge importante, la protection actuelle fonctionnera et l'alimentation sans interruption sera coupée. En pratique, il est souhaitable de prévoir environ 30 % de réserve de marche. Ainsi, les onduleurs 600 ou 650 VA les plus courants conviennent pour alimenter un ordinateur avec une consommation réelle de 200 à 250 W et un moniteur, qui consomme environ 30 à 60 W supplémentaires.

Si la disposition des ordinateurs dans la pièce le permet, il est plus rentable d'utiliser un seul onduleur puissant plutôt que plusieurs petits. Deux ordinateurs de bureau nécessiteront une alimentation sans interruption d'une puissance d'environ 1000 VA. Pour alimenter trois ordinateurs côte à côte, une seule source d'une puissance d'environ 1 400 VA suffit.

Alors, contre quoi un UPS protège-t-il ?

Les filtres présents dans l'alimentation électrique de l'ordinateur et du moniteur permettent également de limiter le bruit impulsif du réseau. Cependant, deux filtres valent mieux qu’un ! La protection contre les surtensions est également importante. Si, par exemple, le fil neutre du panneau grille, la tension dans la prise peut atteindre près de 380 V. Dans les alimentations pour ordinateurs et moniteurs, dans ce cas, les varistances et les fusibles grillent généralement. Les réparations sont peu coûteuses, mais prennent du temps. En théorie, l'onduleur devrait réagir à une surtension avant que les fusibles de l'équipement qui y est connecté ne grillent.

Cependant, la protection des données passe avant tout. Si l'alimentation de l'ordinateur est coupée, toutes les informations non enregistrées sont perdues. L'UPS vous permet soit d'économiser documents ouverts et éteignez-le correctement ou mettez l'ordinateur en mode veille. L'enregistrement manuel des documents est le moyen le plus simple. Lors du passage à l'alimentation par batterie, l'onduleur commence à émettre un bip fort. Une fois que vous entendez un tel avertissement, vérifiez si tout est enregistré. Ensuite, regardez la situation : soit éteignez simplement l'ordinateur, soit mettez-le en mode veille.

Pour activer l'automatisation, vous devez connecter le port de contrôle (USB ou RS-232, selon le modèle) de l'alimentation de secours à l'ordinateur avec un câble de signal et installer le logiciel nécessaire sur l'ordinateur. Malheureusement, de nombreux utilisateurs ne sont même pas conscients de cette possibilité ! Le fonctionnement de l'onduleur est contrôlé par un microcontrôleur intégré. Son microprogramme (firmware) surveille en permanence les tensions et les courants dans les circuits externes lorsqu'il est allumé et teste périodiquement l'électronique et la batterie pendant le fonctionnement. Il fournit également des informations sur le mode de fonctionnement actuel et l'état des composants de l'onduleur au port de contrôle. Ces données sont transmises par câble à un ordinateur, où elles sont traitées par un programme de surveillance.

Pour travailler avec l'onduleur, il est conseillé d'utiliser le programme proposé par son fabricant. Par exemple, pour APC (www.apc.com) il s'agit du programme Power-Chute, pour Ippon (www.ippon.ru) - WinPower2009 et Ippon Monitor, etc. Le programme peut être installé à partir du disque inclus dans le kit, mais il est préférable de télécharger au maximum sa dernière version sur le site du constructeur.

Vous devez définir des paramètres dans les paramètres de l'application arrêt automatique. En règle générale, vous avez le choix entre deux options : soit éteindre l'ordinateur après un certain temps après le passage à l'alimentation de secours, soit le faire quelque temps avant que les batteries ne soient complètement déchargées.

Combien de temps une alimentation sans coupure peut-elle fonctionner sur batterie ?

Cela dépend de la capacité de la batterie et de la consommation électrique. La plupart des modèles produits en série disposent d'une batterie d'une tension de 12 V et d'une capacité de 7 Ah. Théoriquement, un onduleur doté d'une telle batterie dispose d'une réserve d'énergie d'environ 80 wattheures. En termes simples, il doit alimenter une charge de 80 W pendant environ 1 heure, 160 W pendant une demi-heure, 300 W pendant environ 15 minutes, etc. En réalité, compte tenu des pertes de conversion, ce temps est environ la moitié de ce temps.

Dans les sources d'une puissance supérieure à 800 VA, deux batteries identiques ou une, mais de plus grande capacité, sont généralement installées. Horaires ou calculatrices vie de la batterieà différentes charges pour différents modèles sont indiqués sur les sites Web des fabricants. Cependant, nous pouvons supposer que n'importe quel modèle sera capable d'alimenter une charge de sa puissance nominale pendant environ 5 à 15 minutes. Si vous devez alimenter votre ordinateur à partir de batteries pendant une période suffisamment longue, il est préférable de prendre un UPS haute puissance doté de batteries de grande capacité. Il fonctionnera à seulement un tiers ou un quart de la puissance nominale. Mais il sera capable de fournir de l'énergie à une telle charge, faible pour lui-même, pendant une demi-heure ou plus.

Les équipements réseau (switches, routeurs, NAS) bénéficient également d’une alimentation sans interruption. Sinon, en cas de coupure de courant, le réseau « tombera » immédiatement et les documents ouverts à partir des dossiers réseau ne pourront pas être enregistrés. Vous pouvez alimenter le commutateur à partir de l'onduleur du poste de travail le plus proche, bien qu'il soit plus correct d'installer pour cela une « alimentation sans coupure » séparée de faible puissance.

La durée de vie de la batterie est limitée. Au fur et à mesure de son fonctionnement, sa capacité diminue régulièrement et après 3 à 5 ans de fonctionnement, elle tombe presque à zéro. Avant même que l’indicateur de l’onduleur signale la nécessité de remplacer la batterie, il devient évident que la batterie ne « tient plus la charge ». À chaque fois, la durée de vie de la batterie diminue. En principe, quelques minutes suffisent pour sauvegarder les documents et éteindre correctement l'ordinateur. Lorsque l’onduleur commence à s’arrêter encore plus tôt, il est définitivement temps de changer la batterie.

Remplacer la batterie est facile. Dans les onduleurs populaires de la marque APC et dans quelques autres, la batterie est située sous une trappe ou un couvercle amovible. Pour accéder à la batterie des marques UPS Ippon, SVEN et de conception similaire, vous devez dévisser les quatre vis situées en bas et séparer les moitiés du boîtier. Dans les instructions et sur le site officiel, il est peu probable que vous trouviez une description de l'auto-démontage et du remplacement : comme les fabricants d'imprimantes, les fabricants d'onduleurs tirent une part importante de leurs revenus de la vente de batteries « originales » avec leur installation dans un service agréé. centres.

Cependant, presque tous les magasins d'informatique vendent des batteries au plomb scellées dans les tailles les plus populaires. La marque et le fabricant n'ont pas d'importance : ce sont des produits tout à fait standards. Ouvrez d’abord votre UPS et découvrez quel type de batterie y est installé. Pour la plupart des onduleurs « classe bureau » (500-700 VA), des batteries marquées 12V 7Ah avec des dimensions de 151x94x65 mm conviennent. Lors de l'installation d'une nouvelle batterie, essayez d'ajuster fermement les bornes sur les languettes de contact de la batterie. Si les bornes sont desserrées, elles peuvent être soigneusement serrées avec une pince.

Après avoir installé la batterie, il est conseillé de calibrer l'onduleur afin que son firmware évalue et mémorise les paramètres de la nouvelle batterie. Chargez complètement la batterie dans les 24 heures. Après cela, retirez la fiche de la prise pour que l'onduleur passe en alimentation autonome. Laissez la batterie se décharger complètement jusqu'à ce que l'alimentation de secours s'éteigne. Il est préférable d'utiliser non pas un ordinateur comme charge (même si dans les cas extrêmes cela est acceptable), mais plusieurs ampoules d'une puissance totale d'environ 300 W. Reconnectez-vous ensuite au réseau et allumez l'onduleur - laissez la batterie se charger et l'appareil continue de fonctionner normalement. En plus de calibrer l'appareil dans son ensemble, cette procédure « entraîne » également la batterie. Après un cycle complet de décharge-charge, la batterie commence à utiliser sa capacité au maximum.

Pourquoi de nombreux onduleurs disposent-ils de prises téléphoniques (RJ-11) et réseau (RJ-45) ?

Par définition, les systèmes sans interruption n'ont pas besoin de téléphone ni de réseau local. En guise de « bonus », des filtres de bruit impulsionnel pass-through pour la ligne téléphonique et le réseau sont installés dans le même boîtier que l'appareil. Connectez une prise à la prise téléphonique murale et branchez le téléphone à l'autre. Si des interférences haute tension se produisent dans la ligne téléphonique, par exemple lors d'un orage, le filtre atténuera la surtension et protégera le téléphone.

Il est difficile de qualifier les réseaux électriques des villes russes de modernes. Le matériel est vétuste, les réparations ne sont pas effectuées, les chutes de tension sont devenues la norme. Tous les défauts et dysfonctionnements ont un impact extrêmement négatif sur le travail des consommateurs. Les alimentations électriques de mauvaise qualité ont un impact particulièrement fort sur les ordinateurs et les appareils à microprocesseur, provoquant non seulement des pannes isolées, mais également une perte totale de performances. Malheureusement, les équipements électriques ne sont souvent pas protégés contre de telles surtensions, et une alimentation électrique sans coupure aidera à résoudre le problème. Selon la configuration des phases des sorties et des entrées, les onduleurs sont divisés en deux types : entrée - sortie monophasée et entrée - sortie triphasée.

Pourquoi avez-vous besoin d'un UPS ?

Tout d'abord, ces dispositifs évitent les dommages aux équipements et préviennent les pannes opérationnelles. systèmes électroniques. Ils permettent d'arrêter correctement les travaux en cas de panne de courant inattendue.

Avec l'aide d'un UPS, les interruptions et les interférences électriques qui se produisent périodiquement dans les réseaux domestiques et professionnels sont surmontées avec succès. Parmi eux, les plus courants sont les suivants :

• Chutes de tension. Dans cet état, la tension chute soudainement d’une quantité significative. Pour le restaurer, différents intervalles de temps sont nécessaires, dans certains cas des dizaines de secondes. La cause des pannes est le plus souvent associée à la capacité limitée de la sous-station, notamment en hiver, ainsi qu'au démarrage et à la poursuite du fonctionnement d'équipements puissants. Physiquement, la basse tension se manifeste sous la forme de lumières vacillantes.
• Impulsion de tension. Dans ce cas, la tension change brusquement, avec une amplitude allant jusqu'à 2000 volts, puis revient au niveau normal en très peu de temps. un bref délais. Cela ne nécessite pas plus de 10 millisecondes. La raison principale est considérée comme le fonctionnement des équipements industriels, des climatiseurs, des ascenseurs, la foudre, etc.
• Pas de tension pendant une courte période. Cet écart ne dépasse pas 20 millisecondes et est pratiquement imperceptible. Cependant, les équipements électroniques sont affectés négativement
• Aucune tension depuis longtemps. Cette période peut aller de 20 millisecondes à plusieurs heures. Les causes incluent les surcharges, les conditions météorologiques défavorables et les dommages physiques aux sous-stations qui provoquent la panne des lignes électriques.
• Changements de fréquence sur une courte période de temps lorsqu'un équipement de haute puissance est connecté au réseau. Le bruit RF a également un impact négatif lors de la connexion d’émetteurs radio, de charges, de générateurs et d’équipements industriels.

Les sociétés d'électronique ont mené des études qui montrent que chaque Ordinateur personnel en un mois, au moins 120 fois sont exposés à diverses influences négatives, liées d'une manière ou d'une autre à des problèmes de tension dans les réseaux électriques.

Fonctions de base de l'onduleur

Conformément aux problèmes connus qui surviennent régulièrement dans les réseaux électriques, les alimentations sans interruption remplissent un certain nombre de fonctions importantes visant à les éliminer et à prévenir les conséquences négatives.

Le but d’une alimentation sans interruption est de :

• Ils filtrent la tension d'alimentation et réduisent le niveau de bruit.
• Absorbe les surtensions de courte durée, y compris les plus mineures.
• Protège contre les courts-circuits et les surcharges.
• En l’absence de tension sur le réseau, ils fournissent à la charge une alimentation de secours pendant une durée déterminée.

Les modèles les plus avancés de systèmes d'alimentation sans interruption peuvent effectuer des actions utiles supplémentaires, grâce à des logiciel, conçu pour contrôler ces appareils :

• La charge est allumée et éteinte selon les commandes de la minuterie interne exactement à l'heure spécifiée.
• En cas de panne de courant prolongée, l'équipement est automatiquement entretenu et redémarré une fois l'alimentation électrique normale rétablie.
• Les situations d'urgence sont surveillées et divers signaux d'avertissement sont émis.
• L'écran de l'appareil affiche la tension alternative et la fréquence dans un réseau donné, ainsi que la tension d'alimentation de sortie et la puissance consommée par la charge.
• Surveillance et enregistrement des données concernant l'état de l'onduleur. Cela inclut la température de la batterie, le niveau de charge et d’autres caractéristiques de performances.

Schéma général de fonctionnement des dispositifs d'alimentation sans coupure

La plupart des onduleurs sont équipés des composants suivants en fonction de leurs modes de fonctionnement :

• Un onduleur qui génère une onde sinusoïdale.
• Piles rechargeables qui stockent l’électricité.
• Circuit électrique pour gérer tous les processus.
• Logiciel.
• Dispositif de chargement de batterie.

Si nécessaire, l'appareil peut être organisé accès à distance en utilisant un réseau local. La fiabilité et les performances du circuit sont augmentées par sa redondance.

Les alimentations sans interruption peuvent être dans les modes de fonctionnement suivants :

• Période de recharge. Le circuit sinusoïdal à l'entrée et à la sortie est interrompu par l'interrupteur interne de l'appareil. La batterie connectée au redresseur est chargée jusqu'à ce que sa capacité optimale soit restaurée.
• Période prête. Une fois la batterie chargée, l'interrupteur interne de l'appareil se ferme automatiquement. La batterie passe en mode tampon et reste prête à fonctionner ultérieurement.
• Période de décharge. La batterie est automatiquement transférée pour alimenter la charge, ce qui entraîne sa décharge progressive.

Caractéristiques

Tous les dispositifs d'alimentation sans interruption ont un certain ensemble caractéristiques techniques. Ils diffèrent par leurs paramètres individuels, en fonction de la conception et de la modification d'un appareil particulier.

Chacun d'eux possède ses propres plages de tension d'entrée lorsque l'onduleur fonctionne sur secteur et n'utilise pas les batteries intégrées. Il ne faut pas oublier que les autonomies plus longues réduisent la durée de vie des batteries, augmentant ainsi leur durée de vie. De plus, ils continuent d'alimenter la charge à partir du secteur, tandis qu'à une plage inférieure, l'onduleur passe à la batterie, la déchargeant rapidement et mettant la charge hors tension.

Pour tous les UPS, la tension de sortie change lorsque la tension d'entrée change. C'est-à-dire qu'il doit être maintenu à un niveau tel que l'équipement connecté puisse fonctionner normalement. Une faible tension de sortie entraîne souvent des dysfonctionnements et des pertes de données. Le dépassement donne les mêmes résultats, et est complété par une défaillance de la charge utilisée.

La qualité des processus de commutation et de transition vers et depuis la batterie est d'une grande importance, car ils ne doivent pas attirer l'attention et être effectués correctement dans un court laps de temps. La fréquence de l'onduleur est correctement synchronisée avec la fréquence du secteur externe. En cas de surcharge, un signal spécial est émis par une indication lumineuse et sonore. L'appareil lui-même est éteint lorsqu'il fonctionne sur batterie et l'utilisateur doit rapidement réduire la charge.

De nombreux appareils peuvent être allumés dans ce que l'on appelle le mode de démarrage à froid, lorsqu'il n'y a pas de tension dans l'alimentation principale. Cette fonction est utile lors d'une longue panne de courant, lorsqu'il est nécessaire d'effectuer de toute urgence une action sur un équipement électronique.

Entrée - sortie monophasée (1ph / 1ph ou 1:1)

Les alimentations sans interruption monophasées ont été conçues pour l'alimentation électrique monophasée. Ils protègent de manière fiable les équipements électriques qui nécessitent des exigences accrues en matière de qualité d'alimentation électrique, contre tout problème sur le réseau (par exemple, absence ou distorsion de tension, suppression des interférences haute fréquence).

Un tel équipement maintient la qualité de la tension de sortie en cas de problème avec la tension d'entrée en utilisant de l'énergie. batteries(écarts de valeur, disparition, déformation de forme). Les onduleurs monophasés sont utilisés dans de nombreux domaines des technologies de l'information et des communications.

Entrée - sortie triphasée (3ph / 3ph ou 3:3)

Les types d'alimentations sans coupure triphasées sont généralement utilisés pour un fonctionnement continu 24h/24 et 7j/7. L'appareil convient à l'alimentation d'équipements triphasés conçus pour 3x380 V et aux consommateurs d'énergie monophasés fonctionnant à 220 V. Les UPS triphasés maintiennent la qualité requise de la tension de sortie. Ils sont utilisés dans les banques, les centres informatiques, centres médicaux, transports, etc

Types d'alimentations sans interruption

En fonction de son type, l’alimentation sans coupure est divisée en trois catégories.

UPS interactif (ligne-interactive)

C'est l'option la plus idéale pour une maison, notamment là où la tension est instable et disparaît souvent. Par rapport aux autres types, il y a deux aspects importants. Premièrement, ils fonctionnent beaucoup plus rapidement, en 2 à 5 millisecondes. Deuxièmement, avant de commuter, ils essaient d'égaliser la tension, ce qui fonctionne assez efficacement avec de petites surtensions. En conséquence, la durée de vie de la batterie s'améliore et beaucoup d'argent peut être économisé. C'est une option idéale pour un usage domestique.

Ces appareils se distinguent par un circuit plus complexe, qui comprend un stabilisateur de tension avec un autotransformateur doté d'une fonction de contrôle par étapes. Ces appareils ajustent uniquement la tension de sortie, mais ne peuvent pas contrôler la fréquence des signaux. Une stabilisation complète est impossible en raison du petit nombre d'étapes de réglage.

Les types de modèles plus chers sont équipés d'onduleurs avec commutateurs à semi-conducteurs. Lorsqu'ils sont alimentés par batterie, ils sont plus rapides que les autres appareils.

Alimentation sans interruption hors ligne UPS (hors ligne)

Le type le moins cher. Le principe de fonctionnement est qu'en cas de panne de courant ou de surtension, passez l'équipement sur batterie. Ce type présente des inconvénients importants. Le premier est le temps de réponse, il est d'environ 10 millisecondes. Deuxièmement, si la tension dans votre maison fluctue constamment, un tel UPS passera souvent sur batterie, cela réduira considérablement sa ressource et vous devrez le changer au bout de quelques mois.

UPS en ligne (en ligne)

L'alimentation sans interruption la plus chère et la plus efficace. Il régule la tension en temps réel, passant à la batterie uniquement dans les situations les plus difficiles. Souvent utilisé pour les serveurs nécessitant une alimentation de haute qualité. La batterie est connectée en permanence au circuit et ne nécessite aucune commutation supplémentaire.

Comment choisir le bon UPS

Avant de choisir un appareil, vous devez décider quels problèmes d'alimentation électrique seront les plus urgents.

Pour les habitants des nouvelles zones situées dans les grandes villes, les appareils hors ligne les plus simples suffiront. Dans ces endroits, de nouveaux réseaux sont généralement posés qui fournissent une tension stable. Par conséquent, en plus de l'onduleur, il est recommandé d'acheter un parasurtenseur au cas où. Il ne peut pas être connecté à la sortie d'une alimentation sans interruption pour éviter une distorsion des caractéristiques du courant. Lors du choix d'alimentations sans interruption pour les bureaux et les grandes réseaux locaux Vous pouvez choisir l'une des options décrites ci-dessus, en fonction des conditions d'exploitation.

Lors du choix d'une alimentation sans interruption (UPS), vous devez faire attention aux paramètres et caractéristiques techniques suivants :

• Valeur de puissance de sortie
• Le temps nécessaire pour passer à l’alimentation par batterie et inversement.
• Durée de vie de la batterie, en fonction de la capacité de la batterie et de la puissance de l'équipement connecté à l'onduleur.
• La largeur de la plage de tension d'entrée à laquelle l'alimentation peut être stabilisée sans passer aux piles.
• La durée de vie de la batterie est en moyenne de 5 à 10 ans.