USV für PC: die Bedeutung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung für einen Computer, Kriterien für die Auswahl einer USV-Einheit

Die Qualität der elektrischen Energie in Netzen ist immer unberechenbar. Blitzeinschläge, Unfälle in Umspannwerken und Spitzenlasten können Spannungsspitzen verursachen, die stark genug sind, um empfindliche Elektronik zu beschädigen. Selbst kleinere Netzwerkprobleme können zum Herunterfahren des Computers und zum Verlust wichtiger Informationen führen. Unterbrechungsfreie Stromversorgungen haben die Aufgabe, Geräte vor solchen Gefahren zu schützen.

Probleme in elektrischen Netzen

Einbußen in der Qualität des gelieferten Stroms sind nicht unbedingt auf Naturkatastrophen und Unfälle zurückzuführen. Die Stabilität der Spannung und ihrer Parameter hängt nicht nur vom Zustand der Netze, sondern auch von den Energieverbrauchern ab. Dies gilt insbesondere für Industriegebiete, in denen eine Vielzahl leistungsstarker Geräte konzentriert ist, deren Betrieb die Stromqualität im Netz erheblich beeinträchtigen kann. Tägliche Stromstöße, Frequenz- und Amplitudenverzerrungen können Computer und Software schaden. Die Hauptprobleme in elektrischen Netzen:

• Plötzliche Stromstöße. Kann nur wenige Millisekunden dauern. Die häufigsten Ursachen sind Stromunfälle und Blitzeinschläge während eines Gewitters.
• Verbindungsabbrüche. Meist im Zusammenhang mit Netzüberlastungen, Unfällen und Reparaturen.
• Kurze Spannungsanstiege. Tritt beim Abschalten von großen Lasten wie kommerziellen Klimaanlagen und Industriemotoren auf.
• Lange Spannungsabfälle. Verbunden mit dem Anschluss großer elektrischer Lasten. Kann saisonbedingt sein, z. B. durch die Verwendung von Klimaanlagen in Wohngebäuden während der Sommermonate.
• Energieverschmutzung. Eine Folge elektromagnetischer und hochfrequenter Störungen, die durch den Betrieb von Geräten wie Schweißgeräten, Leuchtstofflampen, Hochleistungsschaltern verursacht werden. Solche Geräte sind in der Lage, eine AC-Sinuswelle zu verzerren.

Die Bedeutung des Schutzes

Trotz der ständigen Arbeit der Hersteller an der Zuverlässigkeit ihrer Geräte waren und bleiben Computer komplexe und anspruchsvolle Geräte für die Qualität der Stromversorgung. Ein unerwarteter Netzwerkausfall kann zu einem abnormalen Herunterfahren führen, ohne dass die aktuellen Daten gespeichert werden. Selbst wenn es möglich ist, die verlorenen Informationen wiederherzustellen, führt ein solcher Unfall zu einem Zeit- und Energieverlust und kann teuer werden.

Stromausfälle sind nicht nur Probleme bei der Pflege aktueller Daten, sondern auch Risiken von Schäden an Hard- oder Software. Es gibt eine Reihe von Situationen, in denen eine Stromunterbrechung zu irreversiblen Folgen führen kann. Ein Beispiel wäre das Schreiben auf eine Festplatte. Ein Stromausfall während der Defragmentierung oder Formatierung kann nicht nur zum Verlust verarbeiteter Informationen führen, sondern auch zu einer physischen Beschädigung des Laufwerks mit dem Verlust aller darauf gespeicherten Daten.

Die Festplatte ist nicht die einzige stromempfindliche Komponente. Der gesamte Computer ist mit miteinander verbundenen Schwingkreisen gesättigt.

Obwohl solche Ereignisse statistisch unwahrscheinlich sind, besteht bei Stromausfällen immer die Gefahr einer Induktion von Strömen durch die Spulen, die den Computer beschädigen könnten.

Die schlimmsten Ernährungsrisiken treten nicht sofort auf. Solche Bedrohungen für den Betrieb der Elektronik umfassen eine anhaltende Über- oder Unterspannung (weniger als 207 V und mehr als 253 V). Computer, die unter solchen Bedingungen betrieben werden, haben eine drastisch reduzierte Ressource, hauptsächlich durch Überhitzung, da ihre Komponenten für eine andere Betriebsspannung ausgelegt sind.

USV-Geräte und -Typen

Eine unterbrechungsfreie Stromversorgungseinheit für einen Computer oder USV (Abkürzung für die englische unterbrechungsfreie Stromversorgung) ist so konzipiert, dass sie automatisch Sicherstellung der Notstromversorgung ohne Verzögerungen oder Transienten bei Spannungsunterbrechungen oder unzulässiger Qualität Strom im Netz. Diese Geräte sind auch in der Lage, die Leistung zu filtern oder zu regulieren, bevor sie die Last erreicht.

Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für PC soll nicht den Betrieb eines Computers auf lange Zeit sicherstellen, ihre Aufgabe ist die Unterstützung Betrieb des Geräts für einen Zeitraum, der ausreicht, um Daten zu speichern und eine korrekte Beendigung zu ermöglichen Arbeit. Grundsätzlich bestehen USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) aus folgende Komponenten:

• Gleichrichter. Seine Funktion besteht darin, Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, der zum Laden der Batterie verwendet und dem Wechselrichter zugeführt wird.
• Batterie. Wird verwendet, um Backup-Energie im Falle eines Stromausfalls zu speichern.
• Wandler. Macht das Gegenteil des Gleichrichters: wandelt den eingehenden Gleichstrom in Wechselstrom zur Verwendung durch die Last um. Der Ausgang des Wechselrichters ist eine Sinuskurve mit konstanter Frequenz und Amplitude.
• Schütz. Zum Wechseln der Schaltung beim Wechsel der Spannungsquelle wird ein automatischer Schalter oder Transformatorrelais benötigt. Von dieser Komponente werden sehr kurze Reaktionszeiten verlangt, typischerweise werden Schalter mit einer Verzögerung von etwa 10 Millisekunden verwendet.

Der einfachste und gebräuchlichste Weg, die meisten Probleme mit der Netzqualität zu lösen, besteht darin, Ihren Computer über ein Spannungsrelais oder ein Schutzgerät anzuschließen.

Diese kostengünstigen Geräte sind in der Lage, Änderungen der Eingangsspannung automatisch zu korrigieren und dienen als Rausch- und Verzerrungsfilter. Im Gegensatz zu diesen Geräten ist die USV für viele Aufgaben auf eine Batterie angewiesen. Ebenso dient ein Laptop-Akku als Überspannungsschutz und gleichzeitig als alternative Energiequelle. Die wichtigsten USV-Typen:

• Art der Reserve. Dies sind die einfachsten und kostengünstigsten Systeme, die nur einen Basisschutz bieten. Im Normalbetrieb übertragen sie Strom vom Stromnetz direkt an die Last und halten die Batterieladung aufrecht. Wenn die USV-Automatisierung eine Unterspannung erkennt, schaltet sie den Wechselrichter ein, um die Geräte im Batteriebetrieb zu halten. Diese Geräte sind relativ langsam, die Verzögerung zwischen dem Ausfall des Netzes und dem Start des Wechselrichters kann lang genug sein, um den Betrieb empfindlicher Verbraucher zu stören. Dieses USV-Design bietet normalerweise keinen vollständigen Überspannungsschutz, arbeitet jedoch effektiv als elektrischer Rauschfilter.
• Interaktiver Typ. Sie ähneln Standby-Modellen, verwenden jedoch einen Transformator zur schrittweisen Spannungsstabilisierung. Bietet einen schnelleren Übergang zur Notstromversorgung als der einfachste USV-Typ.
• Doppelte Konvertierung. Entwickelt, um sofortigen Übergang in den Standby-Modus zu ermöglichen. Bei diesem USV-Typ ist der Wechselrichter ständig eingeschaltet und die Last wird nur von ihm gespeist. Dieser USV-Typ erhielt seinen Namen dadurch, dass er zum Betrieb Wechselstrom im Batterieladekreis und umgekehrt am Ausgang zum Anschluss der Last in Gleichstrom umwandelt. Solche Systeme bieten in der Regel einen vollständigen Schutz der Stromversorgung vor Überspannungen, verbrauchen jedoch in der Regel viel Energie für ihre Arbeit, sind anfällig für Erwärmung und sind nicht billig.

Merkmale der Wahl

Es wird nicht schwierig sein, eine USV für einen Computer auszuwählen, wenn Sie die grundlegenden Parameter kennen, durch die sich diese Geräte im Zweck voneinander unterscheiden. Als erstes und wichtigstes zu ermittelndes Kriterium ist die geplante Leistungsaufnahme der angeschlossenen Geräte. Benötigen letztere mehr Energie, als die USV erzeugen kann, können sie sich auch bei voll aufgeladenem USV-Akku nicht einschalten.

Der nächste Parameter, der die Auswahl beeinflusst, ist die Dauer des Notbetriebs. Oft reicht eine unterbrechungsfreie Stromversorgung aus, die nach dem Herunterfahren noch mehrere Minuten Spannung erzeugen kann. Dies ist die Zeit, die benötigt wird, um den Computer ordnungsgemäß herunterzufahren und die Informationen zu speichern. Werden Geräte benötigt, die nach dem Abschalten noch lange Spannung erzeugen können, ist zu beachten, dass diese deutlich teurer sind.

Die meisten USVs sind mit Funktionen wie Batteriebenachrichtigung, Software-Suite und USB-Konnektivität für die Feinabstimmung ausgestattet. Die komplexesten von ihnen sind mit einer vollständigen Anzeige des Batterieladezustands und der prognostizierten Batterielebensdauer sowie der Möglichkeit eines "heißen" Batteriewechsels ausgestattet. Die meisten Verbraucher benötigen diese Optionen nicht, aber ihr Wissen und ihre Vertrautheit mit den Funktionen jedes Modells können für die Auswahl wichtig sein.

Ununterbrochene Geräte funktionieren, solange der eingebaute Akku seine Eigenschaften behält. Dieser Zeitraum beträgt in der Regel nicht mehr als zwei bis drei Jahre. Dies liegt daran, dass Batterien schneller altern, wenn sie unter Vollladebedingungen betrieben werden. Daher beträgt die Gewährleistungsfrist für die USV mit seltenen Ausnahmen nicht mehr als drei Jahre.

Die Zuverlässigkeit der Pufferbatterie ist ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl einer USV.

Die meisten Gefahren, vor denen eine moderne USV schützen kann, sind unwahrscheinlich. Aber wenn teure Geräte in das Netzwerk eingebunden sind oder deren Fehlfunktion schwerwiegende Folgen haben kann, ist die Anschaffung einer USV keine überflüssige Investition. In diesem Fall zahlt der allererste ernsthafte Stromstoß die Kosten für den Schutz.