Neprerušiteľný zdroj napájania: princípy fungovania rôznych typov UPS

Systémy neprerušiteľného napájania sú teraz veľmi populárne. Nezáleží na tom, kde žije moderný človek - v mestskom byte, vo vidieckom dome, do jeho života pevne vstúpili rôzne domáce spotrebiče, digitálne počítačové vybavenie a systémy na podporu života.

Účel a kategórie UPS

Požiadavky na kvalitu napájania všetkých týchto zariadení sa zvyšujú. Kvalita dodávky vonkajších elektrických sietí nie vždy uspokojuje obyvateľov. Dochádza k prudkým zmenám napätia, a to v smere znižovania aj zvyšovania jeho hodnoty. To má veľmi negatívny vplyv na prevádzku vybavenia domácnosti a niekedy vedie k jeho poruche. Chráňte sa pred takýmito problémami pomáha inštalácia neprerušiteľných zdrojov napájaniazariadenia, ktoré sú na takéto náhle zmeny najcitlivejšie.

V závislosti od obvodových riešení, ktoré určujú hlavné charakteristiky neprerušiteľných zdrojov napájania, ich možno rozdeliť do niekoľkých kategórií. Každý z nich zabezpečuje bezproblémové fungovanie určitej skupiny spotrebiteľov.

instagram viewer

Záložný UPS

Môžu chrániť iba základné domáce spotrebiče a stolné počítače.

Ak je sieťové napätie správne, spotrebitelia sú k nemu pripojené priamo. V prípade kolísania napätia v sieti sa zariadenie prepne na napájanie z batérie, ktorá je neoddeliteľnou súčasťou UPS. Šumy a vysokofrekvenčné impulzy sú čiastočne potlačené, napätie sa udržiava na danej úrovni a batéria sa dobíja. Stabilizácia sieťového napätia napájajúceho zariadenie pripojené na jeho výstup sa pre zdroje neprerušiteľného napájania tejto kategórie nevykonáva.

Potreba prejsť na batériovú prevádzku v každom modeli neprerušiteľného zdroja napájania je určená vlastným spôsobom. Limity prevádzky zo siete určuje vývojár daného modelu. Sú stanovené na základe podmienok pre normálne fungovanie zariadenia spotrebiteľa.

Prevádzka na batérie bude pokračovať, kým sa sieťové napätie nevráti do normálu. Potom dôjde k prepínaniu v opačnom smere. Zdrojová batéria musí pri prevádzke z nej poskytovať aspoň päťminútovú časovú rezervu. To stačí na uloženie údajov do počítača a vypnutie spotrebného zariadenia bez núdze.

Nevýhody neprerušiteľných zdrojov napájania v tejto kategórii zahŕňajú:

1. Nedostatok stabilizátora sieťového napätia.
2. Dlhý čas spínania (~ 20 ms).
3. Stupňované výstupné napätie.
4. Vysokofrekvenčné rušenie.

Prepnutie do režimu autonómneho napájania nastáva pri akejkoľvek miernej odchýlke parametrov sieťového napätia od normy. To vedie k rýchlemu opotrebovaniu batérie.

Linkovo-interaktívne zdroje

Modely v tejto kategórii sú vybavené stabilizátormi sieťového napätia, ktoré sú vyrobené podľa obvodu autotransformátoru. Spínanie jeho vinutí v závislosti od hodnoty vstupného sieťového napätia prebieha v krokoch podľa príkazov mikroprocesora zabudovaného v obvode UPS. Takto je možné udržiavať napätie na výstupe jednotky blízko normy (220-230) V. Okrem toho má obvod filter, ktorý chráni spotrebiteľa pred rušením zo siete.

K pripojeniu batérie a odpojeniu od siete dochádza, keď parametre napätia na vstupe jednotky prekročia stabilizačné prahy. Počet svoriek autotransformátora nestačí na udržanie menovitého napätia na výstupe. Existujú aj tolerancie tvaru vstupného signálu. Pri veľkých skresleniach sa tiež vykonáva prechod na batériový režim napájania spotrebiteľského zariadenia.

Proces prechodu na napájanie z batérie je pre väčšinu spotrebiteľov pomerne hladký a netrvá dlhšie ako 4 ms.

teda porovnaním zdrojov tejto kategórie s redundantnými UPS môžete vidieť ich výhody:

1. Stabilizácia sieťového napätia má stupňovitý charakter.
2. Priebeh výstupného napätia je blízky sínusoide.
3. Filtrovanie sieťového rušenia.
4. Šetrí životnosť batérie vďaka menšiemu počtu spínaní.

Ferorezonančné napájacie zdroje

V podstate ide o lineárne aktívne zdroje. Stabilizátorom sieťového napätia v nich je ferorezonančný transformátor. Dokáže uchovávať energiu magnetického poľa, ktoré v momentoch spínania udržiava napätie v sekundárnom vinutí transformátora. Prechodný proces netrvá dlhšie ako (8-16) ms. To je prijateľné pre väčšinu spotrebiteľov. Napäťový priebeh na jeho výstupe je sínusový, chránený pred rušením zo siete. Zdroj plní svoje funkcie príkazmi vlastnej sieťovej analýzy a riadiacej jednotky.

Lineárne neprerušiteľné zariadenia

Táto kategória zahŕňa UPS s dvojitou konverziou. Zahŕňajú konvertor AC-DC (usmerňovač) ​​a DC-to-AC konvertor (invertor). Výstupné napätie meniča sa používa na napájanie zariadenia pripojeného ako záťaž. Napätie usmerňovača sa používa na dobíjanie internej batérie. Je súčasťou obvodu usmerňovača a je neustále v aktívnom režime, ktorý závisí od kvality vstupného striedavého napätia.

Medzi pozitívne vlastnosti UPS v tejto kategórii patria:

1. Stabilita výstupného napätia.
2. Možnosť výmeny batérie bez vypnutia UPS.

Medzi nevýhody patrí:

1. Nízky koeficient výkonu (COP).
2. Životnosť batérie sa znižuje v dôsledku nepretržitej prevádzky.

Zariadenia tejto kategórie sa používajú na prevádzku zariadení veľkých organizácií, na ktorých serveroch sú uložené dôležité dáta. Musia byť uložené v prípade akýchkoľvek poklesov v sieti a akýchkoľvek porúch v jej práci.

Hlavné charakteristiky

Pri nákupe UPS musíte dôkladne pochopiť požiadavky naň. Je potrebné vybrať model, ktorý najviac spĺňa kritérium "cena - kvalita".

Pri výbere neprerušiteľného zdroja napájania je potrebné venovať veľkú pozornosť porovnávaniu charakteristík rôznych modelov. Patria sem nasledujúce položky:

• Napájanie UPS.
• životnosť batérie.
• čas prejsť na prevádzku na batérie a naopak.
• rozsah vstupného napätia.
• limity zmeny frekvencie sieťového napätia.

Výkon sa počíta z celkového zaťaženia zdroja. Jeho hodnota by mala byť aspoň jeden a pol krát väčšia ako sila spotrebiteľov. Za optimálny výkon jednotky inštalovanej v byte sa považuje 1000 VA (1000 voltampérov).

Doba spínania priamo závisí od veľkosti záťaže aktuálne pripojenej na výstup zdroja. Čím väčší prúd odoberá, tým kratšia je výdrž batérie. Kapacita inštalovanej batérie tiež určuje dobu chodu.

Všetky modely UPS majú prvky vizuálnej signalizácie. Môžu to byť žiarovky rôznych farieb, LED indikátory, ktoré určujú stav UPS v aktuálnom okamihu.

Stále svietiace zelené indikátory sú znakom normálnej prevádzky jednotky. Ak LED dióda pracuje v impulznom režime (jej prerušovaná žiara), potom sú možné problémy alebo sa už vyskytli. Toto je varovný signál, ktorý priťahuje pozornosť.

Nepretržité svietenie červeného indikátora signalizuje vznik núdzovej situácie. Jeho výskyt je sprevádzaný varovným pípaním vo forme prerušovaného pípania.

Prevádzkový poriadok

Správna prevádzka zariadenia je kľúčom k jeho dlhej a spoľahlivej prevádzke. Medzi základné pravidlá, ktoré sa musia dodržiavať pri prevádzke neprerušiteľného zdroja napájania, patria:

• Potreba neustáleho sledovania svetelnej indikácie a zvukovej signalizácie jednotky.
• Pripojenie spotrebiteľov, ktorí skutočne vyžadujú neprerušiteľné napájanie.
• Uzemnite UPS pomocou trojkolíkovej zásuvky pre zástrčku jednotky.

Ak dôjde k výpadku prúdu, musíte vypnúť všetky zariadenia, ktoré sú momentálne zapnuté. Po odstránení výpadku siete je vhodné ponechať napájač zapojený do zásuvky pre prípadné dobitie batérie. Prevádzka jednotky s vybitou batériou vedie k jej rýchlemu zlyhaniu. Životnosť batérie je obmedzená a nie je dlhšia ako 5 rokov.

Dodržiavanie týchto jednoduchých, ale nevyhnutných pravidiel predĺži životnosť všetkých zariadení, na prevádzku ktorých je potrebné nepretržité napájanie, a čo je najdôležitejšie, umožní uložiť dôležité informácie na pevné disky počítačov, ktoré by sa mohli nenávratne stratiť v prípade náhlych porúch v elektrickom siete.