UPS line-interactive – rozsądny kompromis

Systemy UPS line-interactive zapewniają zarówno stabilizowanie zasilania, jak i podtrzymanie bateryjne. Mechanizm ten szczególnie sprawdza się tam, gdzie przerwy w dostawach prądu są rzadkie, ale zakłócenia napięcia częste. Systemy UPS typu line-interactive zapewniają obsługę szerokiego zakresu wahań napięcia wejściowego zanim przełączą się na zasilanie bateryjne.

Oferując podtrzymanie bateryjne, zasilacze UPS line-interactive umożliwiają znacznie większą kontrolę nad wahaniami napięcia niż najprostsze systemy off-line. Przewagą UPS-a działającego w tej topologii jest obwód regulujący napięcie (AVR) oraz duży zakres napięcia wejściowego akceptowanego przez zasilacz UPS.

Zapewniając stabilizowanie napięcie, UPS line-interactive potrzebuje trwającej zwykle 4–6 milisekund przerwy w zasilaniu obciążeń podczas przełączania na zasilanie bateryjne. Taki zasilacz chroni przed najczęstszymi problemami występującymi w sieci, monitorując również poziom napięcia oraz równoważąc jego spadki i skoki. Technologia ta to rozsądny wybór, łączący dobrą ochronę z umiarkowanymi kosztami zakupu i eksploatacji.

Mówiąc najprościej, zasada działania zasilaczy UPS typu line-interactive polega na użyciu układu wyposażonego w filtry regulujące napięcie, który jest zawsze włączony i w zależności od sytuacji pełni rolę prostownika, gdy na wejściu napięcie jest normalne, bądź falownika, gdy następuje przerwa w zasilaniu i obciążenia muszą być podtrzymywane przez baterie. UPS line-interactive wykorzystuje akumulator do stabilizowania zasilania, więc ma tendencję do częstszego rozładowywania baterii niż systemy UPS online, stabilizujące napięcie w trybie podwójnej konwersji. Wciąż jednak, dzięki układowi automatycznie korygującemu napięcie, dochodzi do tego rzadziej niż w przypadku UPS-ów offline. Zasilacze line-interactive są zwykle wykorzystywane w zastosowaniach wymagających mocy poniżej 5 tys. woltoamperów (VA) i często są montowane w szafach rackowych.

UPS offline – opcja najbardziej ekonomiczna

To najprostszy i tym samym najtańszy typ zasilacza, stosowany do ochrony mniej ważnych obciążeń o małej mocy. Lepsze zasilacze UPS działające w trybie offline przełączają się na baterie wystarczająco szybko, aby zapobiegać anomaliom zasilania i zapewniać ciągłość działania podczas krótkich przerw w dostawie prądu. Taki UPS chroni sprzęt przed większymi skokami napięcia, ale nie zapewnia przebiegu pozbawionego mniejszych spadków i przepięć.

Jednym z kluczowych parametrów w zasilaczu UPS działającym w trybie offline jest zakres napięcia, w którym urządzenie nie przełączy się na zasilanie bateryjne. Im większy, tym mniejsze zużycie akumulatora i więcej dostępnego czasu podtrzymania po wyłączeniu zasilania. Im mniejszy – tym częściej UPS przełącza się na zasilanie bateryjne, a tym samym krótsza jest żywotność baterii.

Technologia UPS offline chroni przed większością skoków napięcia i pomaga zapewnić ciągłość w przypadku zdecydowanie najczęściej występujących, krótkich przerw w dostawie prądu. System UPS pracujący w trybie offline przekazuje zasilanie sieciowe bezpośrednio poprzez przełącznik do wyjścia, do którego podłączone jest chronione urządzenie.

W przypadku awarii zasilania wejściowego przełącznik aktywuje i podłącza do wyjścia wbudowany akumulator i falownik, a ten przekształca prąd stały z akumulatora na prąd zmienny. Przełączenie na zasilanie bateryjne zwykle wymaga trwającej 6–8 milisekund przerwy w zasilaniu.

UPS offline to dobra opcja dla tych, którzy potrzebują mniejszej mocy i chcą na zasilanie gwarantowane niewiele wydać. Technologia ta najlepiej nadaje się do ochrony urządzeń o mocy poniżej 1500 VA, np. w małych i domowych biurach oraz innych mniej krytycznych zastosowaniach. UPS offline zapewni zasilanie awaryjne dla sprzętu komputerowego, konsoli do gier, stacji roboczych, sieci bezprzewodowych i innych urządzeń elektronicznych (np. AGD i RTV), a także systemów POS w sklepach. Podczas przerwy w dostawie prądu zagwarantuje wystarczająco dużo czasu, aby zapisać bieżącą pracę i przeprowadzić kontrolowane wyłączenie sprzętu. Oprócz zasilania rezerwowego większość systemów UPS offline oferuje również podstawową ochronę przed przepięciami.

Baterie litowo-jonowe zdobywają rynek

Do procesu podejmowania decyzji o wyborze odpowiedniej technologii UPS-a doszedł nie tak dawno jeszcze jeden czynnik – rodzaj baterii podtrzymujących pracę w przypadku braku zasilania. Akumulatory w zasilaczach UPS powinny gwarantować lata eksploatacji i niezawodnej pracy w warunkach wielokrotnych doładowań i sporadycznego ich wykorzystania do zasilania krytycznych obciążeń. Jednakże – jak wszystkie baterie – mają one ograniczony cykl życia. Dlatego tak ważne jest posiadanie wiedzy o zbliżającym się końcu eksploatacji i uprzednia wymiana akumulatora, zanim UPS nie będzie w stanie chronić podłączonego sprzętu. Dzięki pojawieniu się baterii litowo-jonowych w obszarze zasilania gwarantowanego nie trzeba już robić tego tak często, jak kiedyś.

Obecnie takie ogniwa są stosowane już nie tylko w konsumenckich urządzeniach mobilnych, ale także w UPS-ach, zapewniając bezawaryjną pracę infrastruktury o znaczeniu krytycznym nawet w centrach danych. Choć cena ich zakupu wciąż pozostaje wyższa od tradycyjnych akumulatorów kwasowo-ołowiowych (VLRA) to różnica systematycznie się zmniejsza. Dlatego coraz więcej klientów decyduje się na wybór tego rodzaju baterii, które – posiadając wiele przewag nad VLRA – okazują się od nich tańsze w eksploatacji.

Wśród wspomnianych zalet na czoło wybija się znacznie dłuższa żywotność (do 15 lat, podczas gdy dla akumulatorów kwasowo-ołowiowych VLRA wynosi ona 4–5 lat) oraz dłuższy cykl życia (ponad 3 tys. cykli ładowania, natomiast dla VLRA – kilkaset). W rezultacie powinny one działać przez cały czas użytkowania systemu UPS (akumulatory VLRA są do wymiany, w zależności od warunków użytkowania, co 3–4 lata). Akumulatory litowo-jonowe są także bardziej niezawodne od VLRA. Ponieważ mają mniejszą wagę i rozmiar, pozwalają zaoszczędzić cenne miejsce w serwerowniach, a jeśli działają w dużo większym zakresie temperatury bez wyraźnego pogorszenia się wydajności, to dzięki nim można też zaoszczędzić na kosztach chłodzenia. Wreszcie, ładują się około 12 razy szybciej niż VLRA, dzięki czemu stanowią zdecydowanie lepsze zabezpieczenie w przypadku wielu następujących po sobie awarii zasilania.

Jaką moc ma UPS? Różnice pomiędzy wartościami podanymi w VA i W wynikają ze współczynnika mocy wyjściowej, który opisuje maksymalną moc czynną, jaką może dostarczyć zasilacz. Istnieją urządzenia o bardzo niskim współczynniku power factor (np. 0,6) i najwyższym możliwym, czyli 1. Przykładowo, UPS 3000 VA ma przy współczynniku 0,6 rzeczywistą moc tylko 1800 W, z kolei przy współczynniku 1 do dyspozycji użytkownika są całe 3000 W.