UPS dla PC: znaczenie zasilacza awaryjnego dla komputera, kryteria wyboru zasilacza UPS

Jakość energii elektrycznej w sieciach jest zawsze nieprzewidywalna. Uderzenia piorunów, wypadki w podstacjach transformatorowych i obciążenia szczytowe mogą powodować przepięcia wystarczająco silne, aby uszkodzić wrażliwą elektronikę. Nawet drobne problemy z siecią mogą prowadzić do wyłączenia komputera i utraty ważnych informacji. Zadaniem zasilaczy awaryjnych jest ochrona sprzętu przed takimi zagrożeniami.

Problemy w sieciach elektrycznych

Straty w jakości dostarczanej energii elektrycznej niekoniecznie wynikają z klęsk żywiołowych i wypadków. Stabilność napięcia i jego parametrów zależy nie tylko od stanu sieci, ale także od odbiorców energii. Dotyczy to szczególnie obszarów przemysłowych, w których koncentruje się duża liczba potężnych urządzeń, których działanie może znacząco wpłynąć na jakość energii elektrycznej w sieci. Codzienne skoki napięcia, zniekształcenia częstotliwości i amplitudy mogą być szkodliwe dla komputerów i oprogramowania. Główne problemy w sieciach elektrycznych:

• Nagłe skoki napięcia. Może trwać tylko kilka milisekund. Najczęstsze przyczyny to wypadki na linii energetycznej i uderzenia piorunów podczas burzy.
• Rozłączenia. Zwykle związane z przeciążeniami sieci, wypadkami i naprawami.
• Krótkie wzrosty napięcia. Występują podczas wyłączania dużych obciążeń, takich jak klimatyzatory komercyjne i silniki przemysłowe.
• Długie spadki napięcia. Połączony z podłączeniem dużych obciążeń elektrycznych. Może mieć charakter sezonowy, na przykład spowodowane używaniem klimatyzatorów domowych w miesiącach letnich.
• Zanieczyszczenie energii. Konsekwencja zakłóceń elektromagnetycznych i częstotliwości radiowych spowodowanych pracą urządzeń takich jak spawarki, świetlówki, wyłączniki dużej mocy. Takie urządzenia są w stanie zniekształcić sinusoidę prądu przemiennego.

Znaczenie ochrony

Mimo nieustannej pracy producentów nad niezawodnością ich technologii, komputery były i pozostają urządzeniami złożonymi i wymagającymi pod względem jakości zasilania. Nieoczekiwana awaria sieci może spowodować nieprawidłowe zamknięcie bez zapisywania bieżących danych. Nawet jeśli uda się odzyskać utracone informacje, taki wypadek będzie wiązał się ze stratą czasu, energii i może być kosztowny.

Przerwy w dostawie prądu to nie tylko problemy z utrzymaniem aktualnych danych, ale także ryzyko uszkodzenia sprzętu lub oprogramowania. Istnieje wiele sytuacji, w których przerwa w zasilaniu może prowadzić do nieodwracalnych konsekwencji. Przykładem może być proces zapisu na dysku twardym. Awaria zasilania podczas defragmentacji lub formatowania może doprowadzić nie tylko do utraty przetworzonych informacji, ale także do fizycznego uszkodzenia dysku z utratą wszystkiego, co było na nim zapisane.

Dysk twardy nie jest jedynym elementem wrażliwym na zasilanie. Cały komputer jest nasycony obwodami oscylacyjnymi połączonymi ze sobą.

Chociaż takie zdarzenia są statystycznie mało prawdopodobne, podczas przerw w zasilaniu zawsze istnieje ryzyko indukcji prądów przez cewki, które mogłyby uszkodzić komputer.

Najgorsze zagrożenia żywieniowe nie pojawiają się od razu. Takimi zagrożeniami dla pracy elektroniki są długotrwałe przepięcia lub podnapięcia (mniej niż 207 V i więcej niż 253 V). Komputery pracujące w takich warunkach mają radykalnie ograniczone zasoby, głównie z powodu przegrzania, ponieważ ich komponenty są zaprojektowane dla innego napięcia roboczego.

Urządzenia i typy UPS

Zasilacz bezprzerwowy do komputera lub UPS (akronim od angielskiego Uninterruptible Power Supply) jest przeznaczony do automatycznego zapewnienie zasilania awaryjnego bez opóźnień i stanów przejściowych w przypadku przerw w napięciu lub niedopuszczalnej jakości prąd w sieci. Urządzenia te są również zdolne do filtrowania lub regulowania mocy, zanim dotrze ona do obciążenia.

Zasilacz awaryjny do komputera PC nie ma na celu zapewnienia pracy komputera przez długi czas, jego zadaniem jest wspomaganie działanie urządzenia przez czas wystarczający do zapisania danych i poprawnego wypowiedzenia Praca. Zasadniczo UPS (zasilacze bezprzerwowe) składają się z następujące komponenty:

• Prostownik. Jego funkcją jest konwersja prądu przemiennego na prąd stały, który będzie używany do ładowania akumulatora i podawany do falownika.
• Bateria. Służy do przechowywania energii zapasowej na wypadek awarii zasilania głównego.
• Falownik. Działa odwrotnie niż prostownik: konwertuje przychodzący prąd stały na prąd przemienny do wykorzystania przez obciążenie. Wyjście falownika jest sinusoidą o stałej częstotliwości i amplitudzie.
• Stycznik. Do zmiany obwodu podczas zmiany źródła napięcia potrzebny jest automatyczny przełącznik lub przekaźnik transformatora. Ten komponent wymaga bardzo krótkiego czasu odpowiedzi, zwykle używane są przełączniki z opóźnieniem około 10 milisekund.

Najprostszym i najczęstszym sposobem rozwiązania większości problemów z jakością zasilania jest podłączenie komputera przez przekaźnik napięciowy lub urządzenie zabezpieczające.

Te niedrogie urządzenia są w stanie automatycznie korygować zmiany napięcia wejściowego i służyć jako filtr szumów i zniekształceń. W przeciwieństwie do tych urządzeń, zasilacz UPS do wielu zadań wykorzystuje akumulator. W podobny sposób bateria laptopa służy jednocześnie jako zabezpieczenie przeciwprzepięciowe i alternatywne źródło energii. Główne typy UPS:

• Typ rezerwy. Są to najprostsze i najtańsze systemy, zapewniające jedynie podstawową ochronę. W trybie normalnym przenoszą energię z sieci bezpośrednio do obciążenia i utrzymują ładowanie akumulatora. Jeśli automatyka UPS wykryje zbyt niskie napięcie, włącza falownik, aby zapewnić pracę sprzętu na zasilaniu bateryjnym. Urządzenia te są stosunkowo powolne, opóźnienie między zanikiem sieci a uruchomieniem falownika może być na tyle długie, aby zakłócić pracę wrażliwych odbiorników. Taka konstrukcja zasilacza UPS zwykle nie zapewnia pełnej ochrony przed przepięciami, ale działa skutecznie jako filtr szumów elektrycznych.
• Typ interaktywny. Są podobne do trybu czuwania, ale wykorzystują transformator do stopniowej stabilizacji napięcia. Zapewnia szybszy transfer do zasilania awaryjnego niż najprostszy typ UPS.
• Podwójna konwersja. Zaprojektowany, aby zapewnić natychmiastowe przejście do zasilania w trybie czuwania. W tego typu UPS falownik jest stale włączony, a obciążenie jest zasilane tylko z niego. Ten typ UPS otrzymał swoją nazwę ze względu na to, że do pracy zamienia prąd zmienny na prąd stały w obwodzie ładowania akumulatora i odwrotnie na wyjściu do podłączenia obciążenia. Takie systemy zwykle zapewniają pełną ochronę zasilania przed wszelkimi przepięciami, ale z reguły zużywają dużo energii do swojej pracy, są podatne na nagrzewanie i nie są tanie.

Funkcje do wyboru

Wybór zasilacza UPS do komputera nie będzie trudny, jeśli znasz podstawowe parametry, którymi te urządzenia różnią się od siebie celem. Pierwszym i głównym kryterium do ustalenia jest planowany pobór mocy podłączonych urządzeń. Jeśli te ostatnie potrzebują więcej energii niż UPS jest w stanie wytworzyć, nie będą mogły się włączyć, nawet jeśli akumulator UPS jest w pełni naładowany.

Kolejnym parametrem mającym wpływ na wybór jest czas pracy awaryjnej. Często wystarcza zasilacz awaryjny, który może generować napięcie przez kilka minut po wyłączeniu. Jest to czas potrzebny do prawidłowego wyłączenia komputera i zapisania informacji. Jeśli potrzebne są urządzenia, które mogą generować napięcie przez długi czas po odłączeniu, należy pamiętać, że są one znacznie droższe.

Większość zasilaczy UPS jest wyposażona w takie funkcje, jak powiadamianie o stanie baterii, pakiet oprogramowania i łączność USB w celu precyzyjnego dostrojenia. Najbardziej złożone z nich wyposażone są w pełne wskazanie stanu naładowania baterii oraz przewidywanej żywotności baterii, a także możliwość wymiany baterii „na gorąco”. Większość konsumentów nie potrzebuje tych opcji, ale wiedza na ich temat i znajomość funkcji każdego modelu może mieć znaczenie przy wyborze.

Urządzenia działają nieprzerwanie tak długo, jak wbudowana bateria zachowuje swoje właściwości. Z reguły okres ten nie przekracza dwóch do trzech lat. Dzieje się tak, ponieważ akumulatory starzeją się szybciej, gdy działają w warunkach pełnego naładowania. Dlatego okres gwarancji na UPS nie przekracza trzech lat, z rzadkimi wyjątkami.

Niezawodność baterii podtrzymującej jest ważnym kryterium przy wyborze UPS.

Większość zagrożeń, przed którymi może chronić nowoczesny UPS, jest mało prawdopodobna. Ale jeśli drogi sprzęt jest włączony do sieci lub jego awaria może prowadzić do poważnych konsekwencji, zakup UPS nie będzie zbędną inwestycją. W takim przypadku już pierwszy poważny wzrost napięcia pokrywa koszty ochrony.