PowerPoint Presentation

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.

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.

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

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

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

. Do zabezpieczenia stacji roboczych

wystarczają zasilacze o mocy

300

500

(przy rozbudowanych

stacjach roboczych mogą być potrzebne zasilacze o mocy nawet
ponad

1000

1200

), natomiast serwery wymagają dużo

większych mocy od

500

do mocy liczonych w dziesiątkach

tysięcy

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

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

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:

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:

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

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

–

) 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:

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:

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

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

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:

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

, 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

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

częstotliwościowych.

Rodzaje zasilaczy UPS:

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

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

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.

Rodzaje zasilaczy UPS

VI (Voltage Independent)

Klasa zasilaczy

UPS

o mechanizmie działania bardzo podobnym

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

tym, że

UPS

(pozostając w pracy sieciowej) wykorzystuje

wewnętrzne układy funkcjonalne do sprowadzenia napięcia
wyjściowego jak najbliżej nominalnego.

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

PRO)

Schemat blokowy zasilacza VI – przykład na podstawie

UPS EVER SINLINE XL

Podobnie jak poprzednio zastosowano tu rozwiązanie z

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

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

UPS EVER POWERLINE GREEN

Na schemacie przedstawiono ogólny przepływ energii w torze

głównym i obejściowym. Tor główny to klasyczny układ podwójnego
przetwarzania

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

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?

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

energetycznej?

• Odchylenie i wahania napięcia

Norma w Polsce przewiduje jako prawidłowe napięcie

230V -+

10%

. Zatem faktycznie w gniazdku może być od

207

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

. Głównym czynnikiem wprowadzającym tego typu

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

Jakie zakłócenia występują w sieci

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?

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.

Wystarczy zsumować moc urządzeń, które chcemy do

niego podłączyć i dla bezpieczeństwa do uzyskanej liczby

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

220W

. Do zabezpieczenia takiego

stanowiska szukamy zasilacza o mocy czynnej

270W

i więcej.

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

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

górę.

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.

Zasilacz UPS do domu – do zasilania urządzeń innych niż

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

komputer

• Wymiary, waga wielość: bez znaczenia

Zasilacz UPS do domu – do zasilania urządzeń innych niż

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

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

komputer

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

Zasilacz UPS do małej firmy, lub pojedynczego

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

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

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

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

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

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 ochrony serwerów oraz urządzeń

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

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

sieciowych

• Wymiary, waga wielość: bez znaczenia

Zasilacz UPS do ochrony serwerów oraz urządzeń

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

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

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

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

Akumulatory w zasilaczu awaryjnym z czasem ulegają

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

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

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

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

►  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

Document Outline