| Verze pro tisk |  |
| Informace |  |
Zálohovací zdroje
UPS (Uninterruptible Power Supply), nepřerušitelný zdroj napětí je zařízení, které umožňuje překonat krátkodobé výpadky elektrické energie. Pokročilejší UPS toho dokáží daleko více, můžou pomoci při řešení problému s kvalitou rozvodné sítě, ale především dokážou chránit připojená zařízení od většiny anomálií vyskytujících se v rozvodné síti.
Nejčastější poruchy elektrické sítě:
- Výpadek napětí - jde o výpadek delší než dvě periody, způsobený poruchou ele. sítě, vypadnutím jističe, atd.
- podpětí - dlouhodobý stav při kterém je napětí v síti nižší o více než 15%. Může také docházet ke krátkodobému podpětí v důsledku zapínání spotřebičů s vysokým výkonem.
- přepětí - dlouhodobý stav při kterém je napětí v síti vyšší o více než 10%, například z důvodů malé poptávky po ele. energii. Krátkodobé přepětí je způsobeno například vypínáním vysoce výkonových spotřebičů.
- napěťové rázy - napěťové špičky velmi vysokého napětí s dobou trvání 10 až 100 mikrosekund. Jsou způsobovány přeskokem jisker a elektrostatickými výboji.
- kolísání frekvence - odchylka frekvence od standardních 50Hz
- harmonické zkreslení sinusového průběhu napětí - je způsobeno nelineární zátěží v síti (spínané zdroje, motory s regulací otáček)
- šum - šumová složka obsažená v elektricé síti. Zdroji jsou regulační systémy, relé, mikrovlné záření, atd.
Záložní zdroje dokážou eliminovat výpadky napětí a podpětí v síti, to zda dokážou eliminovat i ostatní nedostatky závisí na použité technologii záložního zdroje. Více o technologických řešeních UPS najdete v další kapitole.
Off-line UPS
Nejjednodušší záložní zdroj, který v normálním režimu nijak neupravuje kvalitu elektrického napájení. Do režimu zálohy se přepne pouze v případě výpadku (poklesu napětí pod určitou úroveň) po dobu 2-3ms, celý proces přepnutí napájení z baterie trvá v praxi asi 14ms. Je určen pro napájení samostatných pracovních stanic, nebo zařízení s odběrem řádově ve stovkách wattů. Jeho nespornou výhodou je vysoká účinnost, protože v normálním režimu je zařízení napájeno přímo ze sítě, jeho jednoduchá konstrukce umožňuje levnou výrobu.
Tyto zdroje mají střední spolehlivost, ale pro zálohování náročnějších aplikací postrádají pokročilejší ochrany a filtry. Při přerušení dodávky ele. energie navíc dochází k absolutnímu přerušení napájení, počítačové zdroje se dokážou vyrovnat s výpadky o délce přibližně 50ms, tento údaj je ale značně ovlivněn kvalitou (použitými kondenzátory) a zatížením zdroje.
V obchodech jsou tyto zdroje označovány někdy jako Standby nebo Passive Standby.
On-line UPS
Technologie s dvojitou konverzí, která eliminuje veškeré anomálie rozvodné sítě. Dvojitá konverze spočívá v převodu vstupního střídavého napětí na stejnosměrné, které permanentně nabíjí akumulátor a převodu stejnosměrného napětí z akumulátoru na střídavé napětí napájející připojenou zátěž. Výstupní napětí tedy tvoří DC/AC konvertor a řada filtrů, které poskytují na výstupu kvalitní sinusový průběh napětí.
Už z principu vyplývá že tato technologie netrpí krátkodobým přerušením dodávky ele. energie v případě výpadku napájení, je proto nejvhodnější k zálohování náročných aplikací a k překlenutí doby přechodu na záložní zdroj energie. Nevýhodou je menší účinnost zdroje, z důvodů dvojnásobného převodu napětí a nižší životnosti použitých baterií. Daňí za kvalitní napájení je vyšší cena záložního zdroje, pohybujících se podle výkonu v řádu desítek tisíc korun.
Line-Interactive UPS
Hybridní technologie, která oproti off-line nabízí úpravu kvality elektrického napájení, ale zároveň vychází levněji než technologie s dvojitou konverzí. Obsahuje složitější elektroniku pro úpravu elektrického napájení, filtruje špičky a odchylky od nominální hodnoty napětí, dokáže kompenzovat podpětí bez přechodu do stavu napájení z baterií.
Technologie Line-Interactive je nejvhodnější pro domácí použití, zachovává velkou účinnost v normálním stavu napájení, doba přechodu na napájení z baterií se zkrátila na hodnoty kolem 4ms, dokáže odstranit většinu anomálií rozvodné sítě a oproti technologii On-Line je cenově dostupná většině uživatelů.
Cenově nejpřijatelnější variantou jsou zdroje založené na Off-Line technologii, které nabízejí základní ochranu před výpadkem napájení, avšak o pár stokorun dražší Line-Interactive zdroje mají podstatně větší užitnou hodnotou a pro domácí použití jsou jako stvořené. Podstatnou výhodou těchto technologií je vysoká účinnost a dlouhá životnost baterií. On-Line záložní zdroje jsou pro domácí použití příliš drahé, své místo ale jistě najdou pro zálohu serverů a jiných zařízení vyžadujících nepřetržité napájení.
Jako záložní zdroje pro dlouhodobé napájení se používají motorgenerátory. Většinou jde o dieselové agregáty které dokážou při pravidelném doplňování nafty pracovat nepřetržitě.
Kombinace UPS a motorgenerátoru se nazývá energocentrum, ty se často vyskytují blízko velkých serveroven, nemocnic a provozů, které vyžadují první stupeň dodávky ele. enrgie.
Přepěťová ochrana
Většina záložních zdrojů nezávisle na použité technologii (Off-Line, On-Line) obsahuje řadu vylepšení, asi nejběžnější jsou přepěťové ochrany. Ochrana samotného napájení je již samozřejmostí, další přidanou hodnotou je nezávislá ochrana telefonu (RJ-11), sítě (RJ-45) nebo také antény.
Nakolik jsou tyto ochrany spolehlivé je těžké dokázat, výrobci uvádějí parametry jako špičku rázového proudu, kapacitu rázové energie, atd. z marketingového hlediska je nejzajímavější parametr s maximální hodnotou, ostatní parametry výrobci neuvádějí nebo uvádět nechtějí.
Principem funkce je ochranné jiskřiště, většinou zapouzdřené plynem plněné jiskřiště, které se při jistém zápalném napětí vznítí a napětí na něm klesne na hodnoty desítek voltů.
Přepěťové ochrany třídy B, tedy svodiče bleskového proudu, musí spolehlivě odvést impulsní proud o velikost 2,5kA a délce trvání 10/350 us (doba náběhu impulsu / doba poklesu impulsu na 50% maximální hodnoty), bohužel výrobci často uvádějí parametry, které dokáže jiskřiště bezpečně odvést, ale většinou je to málo platné když samotné konektory a okolní součástky jsou poddimenzovány. Pamatujte na to, že jde o spotřební elektroniku, proto vše záleží pouze na náhodě jakému množství energie bude muset UPS čelit.
Výkon UPS
Na každé UPS naleznete jistý jmenovitý výkon, který je schopna dodávat při stavu napájení z baterie. Výkon je udán ve VA (voltampérech) tedy jednotkách zdánlivého výkonu, protože na UPS připojujeme kapacitní či indukční zátěž. Podstatná většina počítačových zdrojů má účiník mezi hodnotami 0,6 až 0,8 proto proud odebíraný z UPS není ve fázi s napětím a jsou odebírány velké proudové špičky které UPS rozhodně neprospívají. Vhodná UPS by měla mít alespoň třetinovou rezervu oproti součtu všech zdánlivých výkonů připojených zátěží.
Ne všechny UPS jsou schopny zapnutí počítače bez připojení k ele. síti (např. na chatě). Tuto vlastnost je nutné hledat v technických parametrech.
Kapacita baterií
Pokud chceme zvýšit výdrž napájení z baterií, není nákup UPS s vyšším výkonem vždy správné řešení. O době zálohy rozhoduje kapacita baterií, výkon který je schopna dodat elektronika je věc jiná.
Komunikace s PC
Dnes už prakticky všechny UPS mají komunikační port, ať už USB nebo sériové rozhraní, pro komunikaci s počítačem. Rozhraní slouží pro monitorování stavu baterie, bezpečné uložení dokumentů a vypnutí počítače v případě, že je baterie vybitá. UPS dražší cenové kategorie nabízí mnoho rozšiřujících modulů, např. modul s externím displejem, modul pro měření a vyhodnocování okolních podmínek (teplota, vlhkost), modul pro ovládání pomocí telefonu, atd., nejzajímavějším je ale modul s rozhraním SNMP, který se připojuje přes ethernet a nabízí WEBové rozhraní pro řízení UPS a připojených počítačů.
Napájecí a zálohovací zdroje PC