UPS pro PC: význam nepřerušitelného napájení počítače, kritéria pro výběr UPS jednotky

Kvalita elektrické energie v sítích je vždy nepředvídatelná. Údery blesku, nehody v trafostanicích a špičkové zatížení mohou způsobit napěťové rázy dostatečně silné na to, aby poškodily citlivou elektroniku. I drobné problémy se sítí mohou vést k vypnutí počítače a ztrátě důležitých informací. Úkolem nepřerušitelných zdrojů napájení je chránit zařízení před takovými riziky.

Problémy v elektrických sítích

Ztráty v kvalitě dodávané elektřiny nemusí být nutně způsobeny přírodními katastrofami a havárií. Stabilita napětí a jeho parametrů závisí nejen na stavu sítí, ale také na spotřebitelích energie. To platí zejména pro průmyslové oblasti, kde je soustředěno velké množství výkonných zařízení, jejichž provoz může výrazně ovlivnit kvalitu elektrické energie v síti. Každodenní přepětí, zkreslení frekvence a amplitudy může být škodlivé pro počítače a software. Hlavní problémy v elektrických sítích:

• Náhlé přepětí
  instagram viewer
  . Může trvat jen několik milisekund. Nejčastějšími příčinami jsou havárie elektrického vedení a údery blesku během bouřky.
• Odpojení. Obvykle souvisí s přetížením sítě, nehodami a opravami.
• Krátké napětí stoupá. Vyskytují se při vypínání velkých zátěží, jako jsou komerční klimatizace a průmyslové motory.
• Dlouhé poklesy napětí. Spojeno s připojením velkých elektrických zátěží. Může být sezónní, například způsobený používáním bytových klimatizací během letních měsíců.
• Energetické znečištění. Důsledek elektromagnetického a vysokofrekvenčního rušení způsobeného provozem zařízení, jako jsou svářečky, zářivky, vysokovýkonné spínače. Taková zařízení jsou schopna zkreslit střídavou sinusovku.

Význam ochrany

Přes neustálou práci výrobců na spolehlivosti jejich zařízení byly a zůstávají počítače složitými a náročnými zařízeními na kvalitu napájení. Neočekávané selhání sítě může mít za následek abnormální vypnutí bez uložení aktuálních dat. I když je možné obnovit ztracené informace, taková nehoda bude znamenat ztrátu času, energie a může být drahá.

Výpadky proudu nejsou jen problémy s udržováním aktuálních dat, ale také rizika poškození hardwaru nebo softwaru. Existuje celá řada situací, kdy přerušení napájení může vést k nevratným následkům. Příkladem může být proces zápisu na pevný disk. Výpadek napájení při defragmentaci nebo formátování může vést nejen ke ztrátě zpracovávaných informací, ale také k fyzickému poškození disku se ztrátou všeho, co na něm bylo uloženo.

Pevný disk není jedinou komponentou citlivou na spotřebu energie. Celý počítač je nasycený vzájemně propojenými oscilačními obvody.

Ačkoli jsou takové události statisticky nepravděpodobné, při výpadcích proudu vždy existuje riziko indukce proudů cívkami, které by mohly poškodit počítač.

Nejhorší nutriční rizika se neprojeví okamžitě. Mezi takové hrozby pro provoz elektroniky patří dlouhodobé přepětí nebo podpětí (méně než 207 V a více než 253 V). Počítače pracující v takových podmínkách mají dramaticky snížené zdroje, především kvůli přehřívání, protože jejich součásti jsou navrženy pro jiné provozní napětí.

Zařízení a typy UPS

Jednotka nepřerušitelného napájení pro počítač neboli UPS (zkratka anglického nepřerušitelného napájecího zdroje) je navržena tak, aby automaticky zajištění nouzového napájení bez zpoždění nebo přechodných jevů v případě přerušení napětí nebo nepřípustné kvality elektřiny v síti. Tato zařízení jsou také schopna filtrovat nebo regulovat výkon předtím, než dosáhne zátěže.

Záložní zdroj pro PC není určen k zajištění provozu počítače na dlouhou dobu, jeho úkolem je podporovat provoz zařízení po dobu dostatečnou k uložení dat a správnému ukončení práce. UPS (Uninterruptible Power Supplies) se v podstatě skládá z následující komponenty:

• Usměrňovač. Jeho funkcí je převádět střídavý proud na stejnosměrný, který se použije k nabíjení baterie a přivádí se do střídače.
• Baterie. Slouží k uložení záložní energie v případě výpadku hlavního napájení.
• Střídač. Dělá opak usměrňovače: převádí příchozí stejnosměrný proud na střídavý pro použití zátěží. Výstupem měniče je sinusoida s konstantní frekvencí a amplitudou.
• Stykač. Pro změnu obvodu při změně zdroje napětí je zapotřebí automatický spínač nebo transformátorové relé. Tato komponenta vyžaduje velmi krátkou dobu odezvy, typicky se používají přepínače se zpožděním cca 10 milisekund.

Nejjednodušší a nejběžnější způsob, jak vyřešit většinu problémů s kvalitou napájení, je připojit počítač přes napěťové relé nebo ochranné zařízení.

Tato levná zařízení jsou schopna automaticky korigovat změny vstupního napětí a slouží jako filtr šumu a zkreslení. Na rozdíl od těchto zařízení se UPS pro mnoho úkolů spoléhá na baterii. V podstatě stejně tak baterie notebooku slouží jako přepěťová ochrana a zároveň alternativní zdroj energie. Hlavní typy UPS:

• Typ rezervy. Jedná se o nejjednodušší a nejlevnější systémy, které poskytují pouze základní ochranu. V normálním režimu přenášejí energii ze sítě přímo do zátěže a udržují nabíjení baterie. Pokud automatizace UPS detekuje podpětí, zapne střídač, aby zařízení zůstalo napájeno z baterie. Tato zařízení jsou poměrně pomalá, prodleva mezi výpadkem sítě a startem střídače může být dostatečně dlouhá na to, aby narušila chod citlivých zátěží. Tato konstrukce UPS obvykle neposkytuje úplnou přepěťovou ochranu, ale funguje efektivně jako filtr elektrického šumu.
• Interaktivní typ. Jsou podobné jako v pohotovostním režimu, ale používají transformátor pro postupnou stabilizaci napětí. Poskytuje rychlejší přechod na záložní napájení než nejjednodušší typ UPS.
• Dvojitá konverze. Navrženo tak, aby poskytovalo okamžitý přechod na záložní napájení. U tohoto typu UPS je střídač neustále zapnutý a zátěž je napájena pouze z něj. Tento typ UPS získal svůj název díky tomu, že pro provoz přeměňuje střídavý proud na stejnosměrný proud v okruhu nabíjení baterie a naopak na výstupu pro připojení zátěže. Takové systémy obvykle poskytují úplnou ochranu napájení před jakýmikoli přepětími, ale zpravidla spotřebovávají spoustu energie pro svou práci, jsou náchylné k zahřívání a nejsou levné.

Vlastnosti dle výběru

Vybrat UPS pro počítač nebude těžké, pokud znáte základní parametry, kterými se tato zařízení od sebe liší účelově. Prvním a hlavním kritériem, které je třeba určit, je plánovaná spotřeba energie připojených zařízení. Pokud tyto potřebují více energie, než je UPS schopna generovat, nebude možné je zapnout, i když je baterie UPS plně nabitá.

Dalším parametrem ovlivňujícím výběr je doba trvání nouzového provozu. Často postačí nepřerušitelný zdroj napájení, který je schopen generovat napětí několik minut po vypnutí. To je čas, který trvá řádné vypnutí počítače a uložení informací. Pokud jsou vyžadována zařízení, která mohou generovat napětí po dlouhou dobu po odpojení, je třeba mít na paměti, že jsou mnohem dražší.

Většina UPS přichází s funkcemi, jako je upozornění na baterii, softwarová sada a USB konektivita pro jemné doladění. Nejsložitější z nich jsou vybaveny plnou indikací nabití baterie a předpokládané životnosti baterie a také možností "horké" výměny baterie. Většina spotřebitelů tyto možnosti nepotřebuje, ale znalost o nich a znalost funkcí každého modelu mohou být důležité pro výběr.

Zařízení bez přerušení slouží tak dlouho, dokud si vestavěná baterie zachová své vlastnosti. Tato doba zpravidla nepřesahuje dva až tři roky. Je to proto, že baterie stárnou rychleji, když jsou provozovány v podmínkách plného nabití. Záruční doba na UPS tedy až na vzácné výjimky nepřesahuje tři roky.

Spolehlivost záložní baterie je důležitým kritériem při výběru UPS.

Většina nebezpečí, před kterými může moderní UPS chránit, je nepravděpodobná. Pokud je však v síti zahrnuto drahé zařízení nebo jeho porucha může vést k vážným následkům, nebude nákup UPS zbytečnou investicí. V tomto případě první vážné přepětí zaplatí náklady na ochranu.