Zasilacze UPS

Zasilacze UPS

Zasilacz awaryjny, zasilacz bezprzerwowy, zasilacz

UPS

(

ang

.

Uninterruptible Power Supply

– Nieprzerywalne Zasilanie Energii)

– urządzenie lub system, którego funkcją jest nieprzerwane
zasilanie innych urządzeń elektrycznych lub elektronicznych.

Myli się ten, kto myśli że zasilacz awaryjny jest urządzeniem,

którego jedyną funkcją jest utrzymanie pracy komputera gdy w
gniazdku zabraknie prądu.

Dzisiejsze zasilacze awaryjne mają funkcję z gołą inną –

głównie prewencyjną. Chronią podłączone do nich urządzenia,
przed zakłóceniami ze strony sieci energetycznej.

Centralny system zasilania awaryjnego

Centralny system zasilania awaryjnego

Ten typ zasilacza wyposażony jest najczęściej w akumulator, i

w przypadku przerwy lub zakłóceń dostawy energii elektrycznej z
sieci energetycznej urządzenie przełącza się na pracę z
akumulatora. Czas podtrzymania napięcia wynosi od kilku minut
do kilkudziesięciu godzin i zależy m.in. od obciążenia zasilacza
oraz pojemności akumulatora.

Urządzenia tego typu stosowane są najczęściej do zasilania

komputerów, a zwłaszcza serwerów. Dzięki ich zastosowaniu, w
przypadku awarii zasilania zmniejsza się ryzyko utraty danych
znajdujących się aktualnie w pamięci operacyjnej komputera, a
nawet uszkodzenia urządzeń pamięci masowej. Urządzenia typu

UPS

znajdują także zastosowanie w przypadku konieczności

bezawaryjnej pracy innych urządzeń, np. urządzeń medycznych.

Rola Zasilacza UPS w systemie zasilania obiektu

Rola Zasilacza UPS w systemie zasilania obiektu

W przypadku współpracy urządzeń typu

UPS

z komputerami,

serwerami lub całymi sieciami komputerowymi

UPS

może

sygnalizować występujące problemy z zasilaniem. Serwery i inne
urządzenia mogą reagować na takie sygnały automatycznym
zamykaniem systemu operacyjnego. Możliwa jest także stała
kontrola parametrów zasilania.

W pierwszych zasilaczach komunikację zapewniał prosty

cyfrowy interfejs z kartą do slotu

ISA

, najczęściej umożliwiający

sygnalizację ładowania akumulatorów i braku zasilania
sieciowego. Komunikacja z innymi urządzeniami odbywa się przy
pomocy

interfejsu

szeregowego

RS-232

w

starszych

urządzeniach, nowsze urządzenia komunikują się przez sieć
komputerową lub nowszą wersję interfejsu szeregowego –

USB

.

Zasilacze

bezprzerwowe

dostarczają

najczęściej

jednofazowego napięcia

230 V

, zdarzają się też zasilacze

trójfazowe

400 V

. Czasami w przypadku dużych mocy i długiego

działania akumulatory są wspomagane przez spalinowe agregaty
prądotwórcze.

Zasilacze dużych mocy stosowane są jako rozwiązania

zasilające całe budynki lub kondygnacje wymagające takiego
zabezpieczenia.

Niejednokrotnie

występuje

separacja

galwaniczna. W takim wypadku wszystkie urządzenia objęte
zabezpieczeniem

zasilane

są

z

wydzielonego

zasilania

niewrażliwego na warunki zewnętrzne, w tym wyładowania
atmosferyczne oraz zaniki napięcia.

Najczęściej takim zasilaniem objęte są serwerownie, jednostki

rządowe, pomieszczenia intensywnej opieki medycznej oraz sale
operacyjne. Większość nowoczesnych

UPS-ów

umożliwia tzw.

zimny start, czyli wymuszenie pracy akumulatorowej bez
podłączania

UPS-a

do sieci zasilającej.

Moc zasilacza bezprzerwowego podawana jest jako moc

pozorna mierzona w

VA

. Do zabezpieczenia stacji roboczych

wystarczają zasilacze o mocy

300

-

500

VA

(przy rozbudowanych

stacjach roboczych mogą być potrzebne zasilacze o mocy nawet
ponad

1000

-

1200

VA

), natomiast serwery wymagają dużo

większych mocy od

500

VA

do mocy liczonych w dziesiątkach

tysięcy

VA

.

Przed zbudowaniem tranzystorowych przetwornic mocy,

podobną rolę pełniła przetwornica wirowa z kołem zamachowym.
Silnik zasilany z sieci energetycznej napędzał prądnicę zasilającą
ośrodek obliczeniowy. Po zaniku napięcia prądnica była
napędzana energią zgromadzoną w kole zamachowym.
Dodatkowo przetwornica stabilizowała napięcie.

Rodzaje zasilaczy UPS

Rodzaje zasilaczy UPS

Online

Tryb buforowy (praca bateryjna) – kiedy energia do zasilania

odbiorów jest dostarczana ze źródła energii zmagazynowanej.

Całkowicie odseparowuje on układ podłączony na wyjściu od

napięcia

wejściowego,

działa

na

zasadzie

podwójnego

przetwarzania, zmienne napięcie sieciowe przetwarzane jest na
napięcie stałe w układzie prostownikowym, a następnie z tego
stałego napięcia w układzie falownikowym jest wytwarzane
napięcie zmienne.

Układ taki zapewnia stabilne napięcie na wyjściu, niemal

całkowicie odporne na zakłócenia i zaniki napięcia wejściowego.

Na rynku dostępnych jest wiele zasilaczy awaryjnych, które

dla postronnego nabywcy różnią się głównie ceną. Czy faktycznie
wszystkie

UPS-y

działają tak samo?

Energia przechodząca przez transformator sieciowy prawie w

całości zasila falownik. Tylko niewielka jej część doładowuje
akumulator. W razie zaniku napięcia sieciowego falownik będzie
nadal zasilany z akumulatora, bo cały czas jest do niego
podłączony. Działanie układu jest zatem natychmiastowe i bez
zakłóceń na wyjściu. Głównym zastosowaniem jest zasilanie
urządzeń w warunkach dużych zakłóceń napięcia wejściowego. Ten
typ

UPS-a

rzadko stosuje się przy mocach poniżej

750VA

, a prawie

zawsze powyżej

5000VA

.

Zasilacze

on-line

zapewniają kompleksową ochronę, generują

idealne napięcie wyjściowe i można ich użyć do zasilania
najwrażliwszych odbiorników. Niestety za tego rodzaju ochronę
trzeba słono zapłacić. Dodatkową ich wadą są dość duże straty
energii spowodowane sposobem w jaki pracują.

Wadą tego rozwiązania jest większy ciężar urządzenia i jego

wyższy koszt z uwagi na konieczność użycia transformatora
sieciowego dużej mocy i wydajnego prostownika oraz falownika.
Wszystkie te elementy muszą być obliczone do pracy ciągłej z
pełną mocą.

Rodzaje zasilaczy UPS:

Rodzaje zasilaczy UPS:

Online

Online

Zalety

► Bardzo duża odporność na zakłócenia napięcia wejściowego
► Brak jakiejkolwiek przerwy w napięciu wyjściowym
► Wbudowany układ do poprawy współczynnika mocy

Wady

► Straty energii przy pracy sieciowej, a w związku z tym:

►

Mniejsza trwałość na skutek wyższej temperatury pracy

►

Wyższy koszt eksploatacji

►

Konieczność dodatkowego chłodzenia

► Hałas stale pracującego falownika
► Wysoki koszt początkowy (więcej części)

Rodzaje zasilaczy UPS:

Rodzaje zasilaczy UPS:

Online

Online

Offline

Tryb normalny (praca sieciowa) – kiedy to energia do zasilania

odbiorników pobierana jest z energetycznej sieci zasilającej. W tym
trybie zasilacz awaryjny nie czerpie ze źródła energii
zmagazynowanej, lecz uzupełnia to źródło i konserwuje.
Najpopularniejsze źródło energii zmagazynowanej to oczywiście
pakiet akumulatorów, chociaż mogą to być także zasobniki energii
kinetycznej lub superkondensatory.

Rodzaje zasilaczy UPS

Rodzaje zasilaczy UPS

Urządzenie podłączone do tego

UPS-a

zasilane jest

bezpośrednio z sieci, zaś akumulatory są – w razie potrzeby –
automatycznie podładowywane niewielkim prądem. W czasie
normalnej pracy sieciowej zasilany jest jedynie układ sterowania,
co minimalizuje straty energii.

Napięcie zasilania jest cały czas monitorowane i w razie jego

zaniku, zbytniego obniżenia lub podwyższenia układ sterowania
(po czasie

2

–

10

ms

) odłącza zasilanie z sieci i

UPS

przechodzi w

stan pracy akumulatorowej. Pracę rozpoczyna falownik, który
przekształca napięcie stałe z akumulatora w napięcie zmienne,
podawane na wyjście.

Układ sterowania zapewnia synchronizację fazową falownika z

siecią zasilającą. Synchronizacja taka jest bardzo cenna, ze
względu na dużo niższe zakłócenia i przerwy napięcia wyjściowego
w momencie przełączania z pracy sieciowej na akumulatorową i
odwrotnie. Przy jej braku mogłoby się zdarzyć, że zanik napięcia
nastąpiłby np. przy początku górnej połówki sinusoidy na wejściu,
a falownik dawałby na wyjściu akurat początek dolnej połówki.
Wówczas – nawet przy natychmiastowym przełączeniu na pracę
akumulatorową – na wyjściu pojawiłyby się kolejno dwie ujemne
połówki sinusoidy (zakładając, że falownik daje na wyjściu
sinusoidę, co zdarza się rzadko – najczęściej jest to przebieg
prostokątny). W najgorszym przypadku do opóźnienia przekaźnika
mogłoby się dodać opóźnienie wynikające z nieodpowiedniej fazy
startu falownika, a więc dodatkowe

10ms

(przy

50 Hz

). Ten typ

UPS-a

jest powszechnie stosowany do zabezpieczania domowych

komputerów. Powyżej

5000VA

stosuje się go rzadko.

Rodzaje zasilaczy UPS:

Rodzaje zasilaczy UPS:

Offline

Offline

Zasilacze

off-line

są tanie, ale zapewniają tylko podstawową

ochronę przed zanikiem prądu w gniazdku. Dodatkowo nie można
do nich podłączyć wszystkich urządzeń, tylko te, które poradzą
sobie z ich charakterystycznym napięciem wyjściowym.

Zalety

► Niewielkie straty energii przy pracy sieciowej, a w związku z
tym:

►

Większa trwałość na skutek niskiej temperatury pracy

►

Niski koszt eksploatacji

Wady

► Zakłócenia napięcia wejściowego są obecne również na
wyjściu

► Wprowadzanie zakłóceń napięcia wyjściowego w trakcie
przełączania trybu pracy

Rodzaje zasilaczy UPS:

Rodzaje zasilaczy UPS:

Offline

Offline

► Falownik hałasuje tylko w trybie awaryjnym

► Opóźniona reakcja po zaniku napięcia (kilka milisekund).
(Jeśli wyjście UPS-a podłączone jest do zasilacza impulsowego
to przerwa do 10ms nie ma znaczenia, gdyż obecne standardy
wymagają utrzymanie napięcia wyjściowego co najmniej 10ms
przez każdy zasilacz impulsowy, a w praktyce czas ten wynosi
18ms.)

► Mniejsza ilość części zwiększa niezawodność
► Niski koszt początkowy (mało części)

Rodzaje zasilaczy UPS

Rodzaje zasilaczy UPS

Line-interactive

Takie oznaczenie sugeruje, że jest to ulepszony typ Offline,

który posiada jedną z następujących cech:

►

Wykorzystanie transformatora falownika zarówno w pracy

akumulatorowej jak i do doładowywania akumulatora w
czasie pracy sieciowej

►

Stabilizację napięcia wyjściowego w trakcie pracy

sieciowej – zob. typ Line-interactive AVR

Czasem oznaczenie to jest nadużywane i oznacza jedynie

synchronizację fazową falownika z siecią zasilającą, a czasem
oznacza zwykły

UPS

typu

Offline

.

Zasilacze

line-interactive

bazują na konstrukcji

off-line

, ale są

bardziej rozbudowane. Chronią nie tylko przed zanikiem napięcia
zasilającego, ale także przed zakłóceniami w sieci. Są droższe od

off-

line

, ale nadal w zasięgu większości kupujących. W zależności od

producenta i modelu można ich używać do zasilania urządzeń
zawierających silniki.

Rodzaje zasilaczy UPS

Rodzaje zasilaczy UPS

Line-interactive AVR

Jest to ulepszony typ

Offline

.

AVR

to skrót od

Automatic Voltage

Regulator

. Tłumacząc dosłownie otrzymamy „interaktywny z linią

stabilizator napięcia”. Zamiast klasycznego transformatora
sieciowego zastosowano autotransformator z wieloma odczepami
po stronie sieci zasilającej, dzięki czemu w razie ciągłej nadwyżki
lub obniżki napięcia zasilania

UPS

może dowolnie długo

utrzymywać nominalne napięcie na wyjściu bez przechodzenia do
pracy akumulatorowej. Układ sterowania dobiera wówczas
odpowiedni odczep uzwojenia aby skompensować różnicę
napięcia. W czasie przełączania z jednego odczepu na inny
następuje jednak krótki zanik napięcia na wyjściu, co
dyskwalifikuje ten typ

UPS-a

do niektórych zastosowań.

Rodzaje zasilaczy UPS:

Rodzaje zasilaczy UPS:

Line-interactive AVR

Line-interactive AVR

Bardziej zaawansowane konstrukcje (wszystkich typów) są w

stanie dostarczyć do centrum monitorowania informacji na temat
swojego stanu pracy. W przypadku zaniku napięcia wejściowego
może np. wysłać komunikat powiadamiający poprzez

SNMP

. W

przypadku prac serwisowych można zdalnie sprawdzić stan
urządzenia, np. poziom naładowania baterii, stan baterii, itp.
Zaawansowane

UPS-y

mają możliwość podłączenia do sieci

Ethernet

, posiadają własny adres

IP

, poprzez który można się

zalogować do interfejsu zarządzania poprzez

http

,

https

,

telnet

lub

ssh

. Starsze

UPS-y

mają możliwość podłączenia się do nich

poprzez interfejsy szeregowe, np.

USB

,

RS-232

lub

RS-485

.

Rodzaje zasilaczy UPS

Rodzaje zasilaczy UPS

VFD (Voltage Frequency Dependent)

Skrót mówi, że zasilacz awaryjny

UPS

posiada wyjście zależne

od napięcia i częstotliwości przebiegu wejściowego. Innymi słowy
nie jest on w stanie korygować wartości napięcia ani częstotliwości
przebiegu wejściowego, czyli nie eliminuje tego typu zaburzeń.

Praktycznie oznacza to, że odbiorniki są zasilane nie

korygowanym przebiegiem sieciowym. Zasilacze tego typu
zazwyczaj posiadają odpowiedni zastaw filtrów, aby wyeliminować
przepięcia. Działają w myśl zasady, że jeżeli wejściowe napięcie
mieści się w pewnym zakresie (wejściowe okno napięciowe),
zazwyczaj jest to pełna dopuszczalna tolerancja

–20% ÷ +15%

(

184 ÷ 264 V AC rms

), to dostarczają odfiltrowany przebieg na

wyjście

bez

zmiany

jego

parametrów

napięciowych

i

częstotliwościowych.

Rodzaje zasilaczy UPS:

Rodzaje zasilaczy UPS:

VFD

VFD

Jeżeli napięcie wejściowe jest poza oknem tolerancji (

< 164

lub

> 264 V AC rms

), interweniują pracą bateryjną, przejmując

obciążenie na własny falownik. Budowane zazwyczaj jako
komutowane

(zmiana

trybu

pracy

związana

jest

z

wygenerowaniem kilku milisekundowej przerwy w zasilaniu).

Niektóre z bardziej zaawansowanych modeli kontrolują jeszcze

częstotliwość według identycznego schematu oraz synchronizują
przebiegi komutowane w celu obniżenia stresu prądowego w
obciążeniu i własnych elementach komutacyjnych. Pozwala to na
zachowanie płynnych przejść pomiędzy stanami pracy i skrócenie
czasu rekcji (przerwy w zasilaniu podczas interwencji). Przykładem
może być seria

EVER ECO

/

ECO PRO

.

Schemat blokowy zasilacza VFD, na przykładzie EVER

Schemat blokowy zasilacza VFD, na przykładzie EVER

ECO/ECO PRO

ECO/ECO PRO

Schemat przedstawiający rozwiązanie zasilacza awaryjnego

wykonanego w klasie

VFD

na przykładzie popularnego urządzania

UPS

jakim jest

EVER ECO

/

ECO PRO

. Ciekawostką jest zastosowanie

jednego bloku przetwarzania energii do realizacji dwóch funkcji,
ładowarki baterii w trybie normalnym i falownika w trybie
buforowym.

Zasilacze UPS EVER ECO Pro CDS (wersja Rack 19” i

Zasilacze UPS EVER ECO Pro CDS (wersja Rack 19” i

wersja Tower)

wersja Tower)

Rodzaje zasilaczy UPS

Rodzaje zasilaczy UPS

VI (Voltage Independent)

Klasa zasilaczy

UPS

o mechanizmie działania bardzo podobnym

do

VFD

(są to zazwyczaj także zasilacze komutowane). Cechą

odróżniającą jest to, że posiadają one zdolność do korekcji wartości
skutecznej napięcia wejściowego przed dostarczeniem go do
wyjścia. Częstotliwość w dalszym ciągu nie jest korygowana i
pozostaje identyczna jak na wejściu. Wejściowe okno tolerancji
napięciowej jest zazwyczaj szersze niż w przypadku

VFD,

dlatego

że zasilacz ma zdolność korekcji napięcia bez użycia energii z
akumulatorów. Schemat działania jest także podobny do

VFD

z

tym, że

UPS

(pozostając w pracy sieciowej) wykorzystuje

wewnętrzne układy funkcjonalne do sprowadzenia napięcia
wyjściowego jak najbliżej nominalnego.

Zasilacz UPS EVER SINLINE XL

Zasilacz UPS EVER SINLINE XL

UPS

budowane w tej klasie praktycznie zawsze synchronizują

przebiegi komutowane przed zmianą trybu pracy. Przykładem mogą
być serie

UPS EVER SINLINE

(

CDS

,

XL

,

PRO)

Schemat blokowy zasilacza VI – przykład na podstawie

Schemat blokowy zasilacza VI – przykład na podstawie

UPS EVER SINLINE XL

UPS EVER SINLINE XL

Podobnie jak poprzednio zastosowano tu rozwiązanie z

dwukierunkowym układem przetwarzania (ładowanie, falowanie) oraz
autotransfomatorowy blok korekcji napięcia

Rodzaje zasilaczy UPS

Rodzaje zasilaczy UPS

VFI (Voltage Frequency Independent)

Zasilacze awaryjne tej klasy cechują się pełną separacją

energetyczną toru wyjściowego od wejściowego (niektóre
konstrukcje posiadają także separację galwaniczną). Zasilacz
przetwarza energię z wejścia w formę energii pośredniej, a
następnie wykorzystuje ją do wygenerowania przebiegu
wyjściowego o bardzo wysokiej jakości. Taki schemat działania
gwarantuje niezależność napięcia i częstotliwości przebiegu
wyjściowego od wejściowego. Zmiana trybu pracy z sieciowego na
bateryjny i odwrotnie odbywa się całkowicie bezprzerwowo.
Zasilacze tego typu stosowane są do najbardziej wymagających
pod względem jakości zasilania odbiorów.

Schemat blokowy zasilacza VFI – przykład na podstawie

Schemat blokowy zasilacza VFI – przykład na podstawie

UPS EVER POWERLINE GREEN

UPS EVER POWERLINE GREEN

Na schemacie przedstawiono ogólny przepływ energii w torze

głównym i obejściowym. Tor główny to klasyczny układ podwójnego
przetwarzania

UPS EVER POWERLINE GREEN

UPS EVER POWERLINE GREEN

Jak dobrać zasilacz UPS

Jak dobrać zasilacz UPS

Zasilacz awaryjny dobieramy do własnych potrzeb określając

jego podstawowe parametry. Najważniejsze są

kształt napięcia

wyjściowego

,

czas pracy na akumulatorach

,

moc

oraz

obecność

złącza komunikacyjnego

. Bardzo przydają się, wygodny panel

kontrolny

z

możliwością

wyciszenia

alarmu,

możliwość

własnoręcznej wymiany akumulatorów czy dodatkowe filtry anty-
przepięciowe, a także odpowiedni długo okres gwarancji. Nie
powinniśmy się natomiast sugerować cechami fizycznymi
zasilaczy, a więc wyglądem, wagą czy przysłowiowymi
„wodotryskami“.

Podział zasilaczy

UPS

pod względem ich przeznaczenia, czyli:

• Zasilacz UPS do domu
• Zasilacz UPS do domu – do zasilania urządzeń innych niż
komputer

• Zasilacz UPS do małej firmy, lub pojedynczego stanowiska
• Zasilacz UPS do większej firmy, na kilka – kilkanaście
stanowisk

• Zasilacz UPS do ochrony serwerów oraz urządzeń sieciowych
• Zasilacz awaryjny do specjalistycznych zastosowań

Po co stosujemy zasilacze awaryjne?

Po co stosujemy zasilacze awaryjne?

Większość

użytkowników

komputerów

specjalnie

nie

interesuje się zasilaniem domowych urządzeń. Przyzwyczailiśmy
się, że mamy w gniazdku „prąd“ i podłączone do niego
urządzenie działają jak należy. Pół biedy jeśli podłączane
urządzenie ma prostą budowę jak np. czajnik, na jego pracę
wpływa bardzo niewiele czynników. Gorzej, jeśli podłączamy
skomplikowaną elektronikę, która do poprawnej pracy potrzebuje
odpowiednich parametrów zasilania.

Trzy podstawowe parametry sieci energetycznej:

• wartość skuteczna napięcia
• częstotliwość
• kształt krzywej napięcia

W sieci energetycznej występują różne zakłócenia związane

zarówno z pracującymi w niej urządzeniami jak i przyczynami
zewnętrznymi. Zdecydowana większość zakłóceń występuje
chwilowo, a czas ich trwania jest nie dłuższy niż kilka sekund.
Niemniej nawet tego typu zakłócenia mogą spowodować
poważne uszkodzenia sprzętu podłączonego do sieci.

W Polsce parametry te określa norma

PN-IEC 60038

i są to

odpowiednio

230V

,

50 Hz

, przebieg sinusoidalny. Oczywiście to co

otrzymujemy „w gniazdku“ często daleko odbiega od normy.

Jakie zakłócenia występują w sieci

Jakie zakłócenia występują w sieci

energetycznej?

energetycznej?

• Odchylenie i wahania napięcia

Norma w Polsce przewiduje jako prawidłowe napięcie

230V -+

10%

. Zatem faktycznie w gniazdku może być od

207

do

253V

i nadal

jest wszystko w porządku. Odchyleniem nazywamy długotrwałą
zmianę napięcia w taki sposób, że przestaje być one zgodne z normą.
Natomiast wahanie, to taka sama zmiana, ale występująca
krótkotrwale. Oba stany zakłóceniowe powodowane są przez
włączanie do sieci urządzeń o dużej mocy. Wahanie może
spowodować wspomniany wcześniej silnik windy w budynku, a
odchylenie piekarnik kuchenki elektrycznej w naszym mieszkaniu.

• Zniekształcenia napięcia zasilającego

Parametrem określającym poziom zniekształceń sinusoidy

napięcia jest tzw. współczynnik

THD

(ang.

Total Harmonic Distorsion

)

w wolnym tłumaczeniu całkowite zniekształcenia harmoniczne.
Polska norma określa, iż poziom tych zniekształceń nie powinien
przekroczyć

5%

. Głównym czynnikiem wprowadzającym tego typu

zakłócenia są urządzenia zasilane zasilaczami impulsowymi, a więc o
ironio także komputery.

Jakie zakłócenia występują w sieci

Jakie zakłócenia występują w sieci

energetycznej?

energetycznej?

• Przepięcia

Jednym z najbardziej niebezpiecznych stanów zakłóceniowych

sieci jest przepięcie. Jest to krótkotrwały, ale gwałtowny wzrost
napięcia zasilającego, którego głównym elementem są pobliskie
uderzenia pioruna. Tego typu zakłócenia mogą być także
powodowane przez wyłączanie dużych odbiorników o charakterze
indukcyjnym – np.: nieszczęsny silnik od windy w budynku.

• Zaniki napięcia zasilającego

Czyli stan zakłóceniowy, który możemy stosunkowo łatwo

zaobserwować. Zaniki także można podzielić na dwie grupy.
Krótkotrwałe,

przed

którymi

doskonale

chronią

zasilacze

bezprzerwowe, oraz długotrwałe, przed którymi ochronić może co
najwyżej generator z odpowiednim zapasem paliwa. Wymieniłem
tylko te najbardziej podstawowe. Przed większością z nich chroni
odpowiednio dobrany zasilacz

UPS

. Każdy z nas będzie musiał teraz

odpowiedzieć na pytanie, czy warto stosować

UPS-a

.

Jak dobrać odpowiednią moc zasilacza UPS?

Jak dobrać odpowiednią moc zasilacza UPS?

Najprościej będzie zmierzyć jaką moc mają urządzenia, które

zamierzamy podłączyć do zasilacza awaryjnego. Można tego
dokonać miernikami energii elektrycznej jakie można dostać w
wielu sklepach elektrycznych.

Może się wydawać, iż jest to nie potrzebny wydatek przed

zakupem

UPS-a

. Niemniej wydatek

30 zł

specjalnie do pomiarów

jest lepszym wyjściem, niż źle zainwestowane

500 zł

. Sprzedawca

nie ma obowiązku wymienić go na inny model, jeśli zakupu
dokonaliśmy w zwykłym sklepie.

Jeśli nie chcemy wydawać dodatkowej gotówki na miernik,

moc zasilacza musimy oszacować odczytując pobór energii
poszczególnych urządzeń z tabliczeń znamionowych.

Przykładowa tabliczka z zasilacza ATX,

Przykładowa tabliczka z zasilacza ATX,

Dane umieszczone na zasilaczu od serwera plików NAS

Dane umieszczone na zasilaczu od serwera plików NAS

Wystarczy zsumować moc urządzeń, które chcemy do

Wystarczy zsumować moc urządzeń, które chcemy do

niego podłączyć i dla bezpieczeństwa do uzyskanej liczby

niego podłączyć i dla bezpieczeństwa do uzyskanej liczby

dodać 50W

dodać 50W

Oto przykładowy pobór energii wybranych urządzeń:

• Monitor CRT: 80 ~ 120W
• Monitor LCD: 30 ~ 70W
• Komputer biurowy: 100 ~ 150 W
• Komputer multimedialny: 200 ~ 250 W
• Komputer gracza: 250~ 350 W
• Stacja graficzna: 250 ~ 400W
• Serwer sieciowy: 300 ~ 600 W
• Konsola do gier: 80 ~ 120 W

Przykładowy zestaw komputera biurowego z monitorem

LCD

będzie pobierał od

130

do

220W

. Do zabezpieczenia takiego

stanowiska szukamy zasilacza o mocy czynnej

270W

i więcej.

Zasilacz UPS do domu

Zasilacz UPS do domu

Przy szacowaniu mocy zasilacza nie zapomnijmy wziąć pod

uwagę mocy monitora oraz urządzeń sieciowych takich jak router
czy switch. W końcu jeśli prądu zabraknie w ostatnich

3 minutach

ściągania dużego pliku, chcielibyśmy żeby ten proces zakończył
się pomyślnie.

Jeśli mamy jeden komputer z monitorem

LCD

, powinien

wystarczyć zasilacz o mocy

500VA

. Słabszych raczej nie warto

kupować. Pamiętajmy, żeby pod uwagę brać moc czynną
zasilacza, a więc tą podaną w Watach! Znajdziemy ją w
specyfikacji technicznej.

Komputer, monitor czy sprzęt sieciowy ze względu na rodzaj

wbudowanych w nie zasilaczy nie są wrażliwe na rodzaj i kształt
napięcia wyjściowego. Możemy zatem kupić tańszy model z tzw.
„aproksymowaną sinusoidą“.

Zasilacz UPS do domu

Zasilacz UPS do domu

Najważniejsze cechy zasilaczy do domu:

• Moc w Watch lub Wolto-Amperach: od 500VA w górę
• Typ zasilacza: line-interactive
• Kształt napięcia wyjściowego: aproksymowana sinusoida
• Filtry przepięciowe sieci: wymagane

• Złącze komunikacyjne: zalecane
• Wygodny panel sterujący: zalecany
• Wyciszenie alarmu: zalecane
• Czas pracy na akumulatorze: bez znaczenia, domyślnie do
5min

• Samodzielna wymiana akumulatorów: zalecane
• Ilość gniazd wyjściowych: od 3 w górę
• Wymiary, waga wielość: bez znaczenia (wg. gustu)

Jeśli jesteś graczem, pewnie masz komputer wyposażony w

wydajny procesor oraz szybką kartę graficzną. Takie komponenty
mają znacznie większy pobór mocy niż w przypadku zwykłego
komputera. Trzeba to wziąć pod uwagę przy szacowaniu mocy
zasilacza. W takim wypadku raczej trzeba będzie rozglądać się za
modelami

700

lub

1000VA

.

UPS

nie pozwoli nam zbyt długo grać,

chodzi głównie o ochronę komputera.

Jeśli w domu mamy więcej niż jeden komputer który chcemy

chronić zasilaczem awaryjnym, korzystniej jest kupić jedno
wydajniejsze urządzenie, zamiast osobnych dla każdego
komputera. Jeden większy zasilacz powoduje mniejsze straty,
oraz jest tańszy w eksploatacji. Przy dwóch lub więcej
komputerach w grę wchodzą zasilacze o mocach od

1000VA

w

górę.

Zasilacz UPS do domu

Zasilacz UPS do domu

Zasilacz UPS do domu

Zasilacz UPS do domu

Jeśli w twoich szacunkach przekroczysz moc około

3000VA

,

staraj się szukać zasilacza wykonanego w technologii

line-

interactive

. Jest on cichszy oraz znacznie sprawniejszy niż taki

sam zasilacz

on-line

, a w domu zupełnie wystarczy.

Pomimo,

że

większość

zasilaczy

awaryjnych

jest

wyposażonych w złącze do monitoringu pracy zasilacza z
poziomu komputera, w domu ma to pomniejsze znaczenie. W
zdecydowanej większości przypadków będziemy przy komputerze
w momencie zaniku zasilania. W końcu chodzi o ochronę naszej
pracy. Dlatego tutaj automatyczne wyłączanie komputera nie jest
tak ważne jak w firmach, gdzie komputery mogą pracować nie
nadzorowane.

Przykładowe modele:

Zasilacz UPS do domu

Zasilacz UPS do domu

► CyberPower UPS DX600E-FR
► CyberPower UPS Value600E-GP-B
► CyberPower UPS BR650ELCD-FR
► UPS Lupus 500
► APC Back-UPS CS 500VA (BK500EI)
► Ever Duo II 500

Zasilacz UPS do domu – do zasilania urządzeń innych niż

Zasilacz UPS do domu – do zasilania urządzeń innych niż

komputer

komputer

W zdecydowanej większości przypadków nie będziemy

wiedzieć jakiego rodzaju zasilanie znoszą podłączane urządzenia,
dlatego do tego zastosowania wybieramy wyłączenie

UPS

z tzw.

„czystą sinusoidą“ na wyjściu. Odstąpienie od tego warunku
może doprowadzić nawet do zniszczenia podłączonych do niego
urządzeń, dlatego jest to bardzo ważne.

Moc szacujemy podobnie jak w przypadku zasilacza do

komputera. W przypadku urządzeń zawierających czynniki bardzo
ważna jest także nie tylko ich moc czynna, ale także moc
pozorna.

Warto

kupić

zasilacz

nawet

dwukrotnie

przewymiarowany niż o

10%

za słaby. Ten pierwszy będzie

pracował w lepszych warunkach i dłużej podtrzyma urządzenia, a
ten drugi po prostu się wyłączy.

Najważniejsze cechy zasilacza do domu:

• Moc w Watch lub Wolto-Amperach: od 300VA w górę
• Typ zasilacza: line-interactive
• Kształt napięcia wyjściowego: sinusoidalne
• Filtry przepięciowe sieci: wymagane

• Czas pracy na akumulatorze: wymagany długi czas pracy na
akumulatorze

• Samodzielna wymiana akumulatorów: zalecane
• Ilość gniazd wyjściowych: od 3 w górę

• Złącze komunikacyjne: bez znaczenia
• Wygodny panel sterujący: bez znaczenia
• Wyciszenie alarmu: bez znaczenia

Zasilacz UPS do domu – do zasilania urządzeń innych niż

Zasilacz UPS do domu – do zasilania urządzeń innych niż

komputer

komputer

• Wymiary, waga wielość: bez znaczenia

Zasilacz UPS do domu – do zasilania urządzeń innych niż

Zasilacz UPS do domu – do zasilania urządzeń innych niż

komputer

komputer

Warto również poszukać zasilacza, który będzie miał możliwość

podłączenia zewnętrznych akumulatorów. Najlepiej gdyby można
było podłączyć ich kilka. Takie rozwiązanie ochroni nas przed
zakupem bardzo mocno przewymiarowanego

UPS-a

tylko ze

względu na pojemność akumulatorów w środku.

Jest to jedyne zastosowanie w którym kupowany zasilacz

UPS

nie musi być w monitorowany z zewnątrz. W końcu piec

CO

nie

jest wyposażony w system operacyjny, który nasz

UPS

powinien

kontrolowanie wyłączyć. Jeśli można w ten sposób zaoszczędzić,
kupcie model nie zarządzany. Podobnie wszelkiego rodzaju filtry
przepięciowe są tutaj zbędne.

Przykładowe modele:

Zasilacz UPS do domu – do zasilania urządzeń innych niż

Zasilacz UPS do domu – do zasilania urządzeń innych niż

komputer

komputer

► Ever Eco 500 CDS Sinus
► APC Smart-UPS 750 XL USB Black (SUA750XLI)

Zasilacz UPS do małej firmy, lub pojedynczego

Zasilacz UPS do małej firmy, lub pojedynczego

stanowiska

stanowiska

Zasilacz awaryjny do małej firmy dobieramy bardzo podobnie

jak

UPS-a

do domu. Zmienia się tylko rodzaj podłączonych do

niego urządzeń. W firmie, szczególnie małej typu „SoHo“, do
zasilacza awaryjnego będziemy chcieli podłączyć nie tylko

komputer

, ale także inne narzędzia naszej pracy, np:

faks

,

urządzenie wielofunkcyjne

,

telefon

,

rzutnik

(ale nie

czajnik do

parzenia kawy

).

To wszystko możemy podłączyć do odpowiednio dobranego

UPS-a

. Trzeba tylko dobrać jego moc stosownie do potrzeb.

Zalecany jest zasilacz z tzw. „czystą sinusoidą“ na wyjściu. Nie
wiemy przecież w jaki sposób zasilane są nasze przyszłe
urządzenia.

Zasilacz UPS do małej firmy, lub pojedynczego

Zasilacz UPS do małej firmy, lub pojedynczego

stanowiska

stanowiska

Jeśli mamy zamiar podłączyć urządzenie wielofunkcyjne lub

drukarkę, wykonaną w technologii laserowej, pamiętajmy, że
potrzebuje ona bardzo dużo energii w czasie druku, a znacznie
mniej w stanie czuwania. Jeśli będziesz mierzył pobór mocy, zrób
to koniecznie podczas drukowania dużej ilości materiałów. Bądź
przygotowany na pobory mocy rzędu

500

czy nawet

1000W

. Tyle

chwilowo potrzebują piece drukarek laserowych.

Należy zwrócić uwagę, aby zasilacz był zarządzalny. W

firmach mamy tendencję do zostawiania włączonych komputerów
bez opieki, dlatego

UPS

musi sam zadbać o bezpieczne

wyłączenie systemu operacyjnego.

Zasilacz UPS do małej firmy, lub pojedynczego

Zasilacz UPS do małej firmy, lub pojedynczego

stanowiska

stanowiska

Najważniejsze cechy zasilacza do biura:

• Moc w Watch lub Wolto-Amperach: od 500VA w górę
• Typ zasilacza: line-interactive
• Kształt napięcia wyjściowego: sinusoidalne
• Złącze komunikacyjne: wymagane

• Wyciszenie alarmu: wymagane
• Czas pracy na akumulatorze: bez znaczenia, domyślnie do
5min

• Filtry przepięciowe sieci: wymagane
• Ilość gniazd wyjściowych: od 6 w górę

• Samodzielna wymiana akumulatorów: bez znaczenia
• Wygodny panel sterujący: bez znaczenia
• Wymiary, waga wielość: bez znaczenia

Zasilacz UPS do małej firmy, lub pojedynczego

Zasilacz UPS do małej firmy, lub pojedynczego

stanowiska

stanowiska

Przykładowe modele:

► CyberPower UPS Value800E-GP-B
► CyberPower UPS Value1200E
► APC Smart-UPS 750 (SUA750I)
► Ever Sinline 800
► CyberPower PR 1500E

Zasilacz UPS do firmy, na kilka stanowisk

Zasilacz UPS do firmy, na kilka stanowisk

W większych firmach, kiedy liczba komputerów sięga już kilku,

kilkunastu sztuk, trudno jest dobrać odpowiedni zasilacz
awaryjny. Tego typu implementacje powinny być zasilane
systemowo. Komputery powinny być zasilane z dedykowanych
instalacji, które chronione są centralnie z większego zasilacza
awaryjnego. Jeśli przebudowa obecnej instalacji do takiej
centralnie chronionej nie wchodzi w grę, trzeba komputery
podzielić na mniejsze grupy, np. pojedyncze pokoje i w ten
sposób chronić grupowo. W przypadku takiej pojedynczej grupy
obowiązują zasady doboru jak w przypadku małej firmy.

Zasilacz UPS do firmy, na kilka stanowisk

Zasilacz UPS do firmy, na kilka stanowisk

Najważniejsze cechy zasilacza:

• Moc w Watch lub Wolto-Amperach: od 1500VA w górę
• Typ zasilacza: line-interactive lub on-line
• Kształt napięcia wyjściowego: zalecane sinusoidalne
• Złącze komunikacyjne: wymagane

• Wyciszenie alarmu: wymagane
• Czas pracy na akumulatorze: wymagany długi czas pracy na
akumulatorze

• Filtry przepięciowe sieci: wymagane
• Ilość gniazd wyjściowych: wymagane od 6 w górę, preferowane
zaciski do integracji z instalacją

• Samodzielna wymiana akumulatorów: bez znaczeniaa
• Wygodny panel sterujący: bez znaczenia
• Wymiary, waga wielkość: bez znaczenia

Zasilacz UPS do firmy, na kilka stanowisk

Zasilacz UPS do firmy, na kilka stanowisk

Przykładowe modele:

► Ever Sinline 1600
► APC Smart-UPS 1500 (SUA1500I)
► CyberPower PR 1500E
► CyberPower PR2200ELCDRT2U
► CyberPower PR3000E-2U

Zasilacz UPS do ochrony serwerów oraz urządzeń

Zasilacz UPS do ochrony serwerów oraz urządzeń

sieciowych

sieciowych

Tego typu maszyny, często w połączeniu z innymi

urządzeniami sieciowymi, odpowiadają za prawidłową pracę
naszej firmy. Powinniśmy zatem chronić je szczególnie dobrze.

Dobór zasilacza awaryjnego do serwera nie jest trudny.

Wystarczy tylko przestrzegać kilku wytycznych. Powinniśmy
zainwestować w zasilacz

UPS

wykonany w topologii

on-line

. Tylko

on w pełni odizoluje serwer od zakłóceń w sieci zasilającej.

UPS

do serwera bezwzględnie powinien mieć możliwość

zarządzania. Serwery z założenia pracują

24

/

7

bez nadzoru,

dlatego w krytycznym momencie, jeśli energii w akumulatorach
będzie brakować, dedykowane oprogramowanie musi bezpiecznie
wyłączyć serwer.

Koniecznie zadbajmy o odpowiednią długość pracy

UPS-a

.

Serwer powinien być ostatnim urządzeniem, które jest wyłączane
w firmie w przypadku dłuższego braku prądu. Co z tego, że
komputery pracowników będą działać, skoro dane składowane
centralnie będą niedostępne?

Najważniejsze cechy zasilacza:

• Moc w Watch lub Wolto-Amperach: od 1500VA w górę
• Topologia zasilacza: on-line
• Kształt napięcia wyjściowego: sinusoidalny
• Złącze komunikacyjne: wymagane

• Czas pracy na akumulatorze: wymagany długi czas pracy na
akumulatorach
• Filtry przepięciowe sieci: wymagane
• Ilość gniazd wyjściowych: od 6 w górę, preferowane zaciski
do integracji z instalacją

• Wyciszenie alarmu: bez znaczenia (chyba że serwer pracuje
w biurze)

• Samodzielna wymiana akumulatorów: bez znaczenia
• Wygodny panel sterujący: bez znaczenia

Zasilacz UPS do ochrony serwerów oraz urządzeń

Zasilacz UPS do ochrony serwerów oraz urządzeń

sieciowych

sieciowych

• Wymiary, waga wielość: bez znaczenia

Zasilacz UPS do ochrony serwerów oraz urządzeń

Zasilacz UPS do ochrony serwerów oraz urządzeń

sieciowych

sieciowych

Przykładowe modele:

► CyberPower UPS OR1500ELCDRM1U
► APC Smart-UPS 1500 Rack-Mount 2U (SUA1500RMI2U)
► UPS Ares 1600 RACK
► Ever Sinline 3000 Rack 19'' 3U
► CyberPower PR2200ELCDRT2U
► CyberPower PR3000E-2U

Czy lepiej kupić dwa małe zasilacze UPS

Czy lepiej kupić dwa małe zasilacze UPS

np 2x 500VA czy jeden duży 1000VA?

np 2x 500VA czy jeden duży 1000VA?

Zdecydowanie lepszym wyborem będzie zakup jednego

zasilacza o większej mocy. Jeden zasilacz łatwiej dopasować do
posiadanych odbiorników. Jego utrzymanie będzie tańsze ze
względu na mniejsze koszty związane z wymianą akumulatorów,
a także mniejsze straty energii spowodowane zdublowaniem
urządzeń. Gdy nie będziemy korzystać ze wszystkich urządzeń w
trakcie zaniku zasilania, czas podtrzymania tych aktualnie
używanych będzie dłuższy.

Czy burza/uderzenia pioruna, może zniszczyć

Czy burza/uderzenia pioruna, może zniszczyć

mój zasilacz UPS? Czy to podlega gwarancji?

mój zasilacz UPS? Czy to podlega gwarancji?

Teoretycznie przy prawidłowo zaprojektowanej, nowoczesnej

instalacji elektrycznej nawet podczas uderzenia pioruna nie
powinno dojść do uszkodzenia zasilacza awaryjnego – ani
żadnego innego urządzenia podłączonego do prądu. Co
rozumiemy przez prawidłowo zaprojektowaną i nowoczesną
instalację elektryczna? Instalację która na całej swojej długości
wyposażona jest w specjalnego rodzaju zabezpieczenia. Tyle
mówi nam teoria.

W praktyce niestety nie jest już tak różowo. Wspomniane

wyżej zabezpieczenia muszą być stosowane na całej długości
sieci energetycznej. Jeśli zainstalujemy je tylko w mieszkaniu, a
budynek w którym mieszkamy ma starą długo nie
modernizowana instalację, mogą one po prostu nie zadziałać. W
takim przypadku oczywiście może dojść do uszkodzenia zasilacza
awaryjnego.

Czy burza/uderzenia pioruna, może zniszczyć

Czy burza/uderzenia pioruna, może zniszczyć

mój zasilacz UPS? Czy to podlega gwarancji?

mój zasilacz UPS? Czy to podlega gwarancji?

Sprawa gwarancji, to zupełnie osobny temat. Zależy

wyłącznie od podejścia konkretnego producenta. Niemniej burza,
czy uderzenie pioruna jest najczęściej traktowane jako działanie
siły wyższej, bądź zdarzenie losowe – a takich producenci nie
rozpatrują na gwarancji.

Podobnie jak np. w przypadku pożaru czy zalania. Za

uszkodzenie sprzętu podłączonego do sieci energetycznej można
dochodzić odszkodowania od dostawcy energii elektrycznej z
którym

mamy

podpisaną

umowę.

Wszelkie

roszczenia

rozpatrywane są indywidualnie na drodze cywilno-prawnej.

W zdecydowanej większości przypadków zasilacze awaryjne

przy znamionowym, a więc pełnym obciążeniu mogą pracować
na akumulatorze do

5 minut

. Jest to czas, który pozwoli

bezpiecznie zapisać pracę i wyłączyć system operacyjny, ale nic
więcej.

Jeśli zależy nam, aby czas podtrzymania był dłuższy należy

kupić zasilacz awaryjny do którego można podłączyć dodatkowy
pakiet akumulatorów, albo odpowiednio silniejszy model. Czas
podtrzymania zasilacza dla

100%

oraz

50%

obciążenia powinien

być podany w jego instrukcji obsługi. Można jednak przyjąć, że
skoro przy

100%

obciążeniu

UPS

pracuje

5min

, to przy

50%

będzie pracował nieco ponad

10 min

.

Czas pracy na akumulatorze

Czas pracy na akumulatorze

Akumulatory w zasilaczu awaryjnym z czasem ulegają

zużyciu. W zależności od producenta ich żywotność określa się na
maks

3

do

5

lat lub

300

–

500

cykli ładowania. Większość

zasilaczy awaryjnych sama poinformuje nas, że akumulatory
trzeba wymienić. Bardzo przydatną cechą jest możliwość
własnoręcznej ich wymiany. Odpada wtedy wizyta w
specjalistycznym serwisie.

Off-line

lub

bierna

rezerwa

–

pierwsza

z

trzech

najpopularniejszych topologii budowy zasilacza awaryjnego. Dziś
już praktycznie nie stosowana

Line-interactive

– druga z trzech najpopularniejszych topologii

budowy zasilacza awaryjnego, dziś najpopularniejsza na rynku
małych zasilaczy awaryjnych

Najistotniejsze pojęcia związane z zasilaczami

Najistotniejsze pojęcia związane z zasilaczami

UPS

UPS

On-line

lub podwójna konwersja – trzecia i ostatnia popularna

topologia budowy zasilacza awaryjnego. Tego typu urządzenia są
najdroższe,

ale

zdecydowanie

najlepiej

chronią

przed

zakłóceniami.

AVR

– ang.

Automatic Voltage Regulation

, układ

automatycznej regulacji napięcia wyjściowego służy do
podnoszenia lub obniżania napięcia zasilającego bez potrzeby
używania energii zgromadzonej w akumulatorze

Bibliografia

Bibliografia

► http://pl.wikipedia.org/wiki/System_zasilania_awaryjnego
► http://www.sciaga.pl/tekst/14765-15-zasilacz_ups_to_nie_tylko_
urzadzenie_poprawiajace_jakosc_napiecia_sieciowego
►
http://ever.eu/uploads/article/111/b4bfd68267b58731d503b5d77
d53f88a07fd8aea.pdf

►
http://www.benchmark.pl/testy_i_recenzje/Poradnik_jak_wybrac_
zasilacz_UPS-2441.html