UPS Jak działa zasilacz UPS?

UPS, czyli zasilacz awaryjny, pełni funkcję kluczowego elementu gwarantującego wiele usług w naszym codziennym życiu

Żyjemy w hiperpołączonym świecie, który wymaga natychmiastowej i nieprzerwanej dostępności niezliczonych usług. W naszym codziennym życiu tysiące elementów, których istnienia i funkcji wielu z nas nie jest świadomych, dba o to, aby każdy trybik w naszym społeczeństwie zawsze funkcjonował idealnie. Nie da się zaprzeczyć dyskomfortowi, jaki odczuwamy za każdym razem, gdy sieci komunikacyjne lub prąd przestają działać. Z tego powodu, pomimo faktu, że inwestycje technologiczne w infrastrukturę telekomunikacyjną i sieci elektroenergetyczne…znaczący postęp w zapewnianiu usług we wszystkich regionach geograficznych, niezbędne jest posiadanie urządzeń pomocniczych lub awaryjnych, aby zapobiec uszkodzeniom w przypadku nieoczekiwanej przerwy w dostawie prądu. Jednym z takich elementów, o których będziemy dziś mówić, są UPS-y, czyli systemy zasilania bezprzerwowego, znane również pod skrótem UPS (Uninterruptible Power Supply).

Urządzenia te są obecne w tak różnorodnych miejscach, jak centra danych, szpitale, biurowce, zakłady przemysłowe, infrastruktura transportowa (np. statki) czy w każdym innym miejscu, które wymaga niezawodnego, wysokiej jakości zasilania dostępnego przez cały czas.odpowiedzialny za zapewnienie ciągłości dostaw energii elektrycznejgdy sieć ulegnie awarii lub nastąpi przerwa w dostawie prądu.

W rzeczywistości UPS pełni funkcję rezerwową, dzięki czemu w przypadku awarii zasilania nasze systemy nie przestają działać, ponieważ są to urządzenia zdolne do dostarczania energii elektrycznej do innych urządzeń za pośrednictwem akumulatorów, bez konieczności korzystania z sieci. Czas autonomii UPS-a zależy od rodzaju i liczby akumulatorów w systemie. Im więcej akumulatorów, tym dłuższy czas przerw w dostawie prądu będziemy w stanie wytrzymać.

W ten sposób UPS zapewnia, że na przykład energia potrzebna sali operacyjnej do przeprowadzenia krytycznej operacji pozostaje stabilna przez cały czas; że centra danych, które umożliwiają połączenie internetowe w naszych domach, nie przestaną działać w przypadku przepięcia spowodowanego burzą; lub że systemy komunikacyjne na statku nie ulegną awarii, zagrażając ruchowi morskiemu, z powodu krytycznego błędu zasilania. Być może teraz jesteś nieco bardziej świadomy znaczenia tych nieznanych urządzeń.

UPS, or Uninterruptible Power Supply — UPS, czyli zasilacz awaryjny

Ponadto UPS działa jak filtr dla systemów elektrycznych lub urządzeń podłączonych do sieci. Oznacza to, że podłączając jeden z tych systemów zasilania bezprzerwowego (UPS) na przykład do łodzi, chronimy cały sprzęt komputerowy przed ewentualnymi przepięciami, skokami napięcia, zakłóceniami, zmianami częstotliwości lub mikroprzerwami; wydajność UPS-a filtruje wszystkie te czynniki, zapewniając idealne oczyszczenie wyjściowej fali sinusoidalnej. Gwarantuje to nie tylko prawidłowe funkcjonowanie urządzeń podłączonych do sieci, ale także ich długowieczność.

Jak działa zasilacz awaryjny (UPS)?

Aby zrozumieć, jak działają te elementy, najpierw trzeba wiedzieć, z jakich podzespołów składa się UPS. Zobaczmy:

Prostownik/ładowarka:Zajmuje się przetwarzaniem prądu przemiennego, który dociera do sieci, na prąd stały, służący do ładowania akumulatorów lub zasilania inwertera.

Baterie:Zapewniają energię elektryczną niezbędną do zasilania systemu w przypadku zaniku zasilania.

Falownik:Jest to element, który zamienia energię elektryczną — pochodzącą z prostownika lub baterii — z prądu stałego na prąd przemienny, który jest następnie dystrybuowany do systemów podłączonych do UPS.

Obejście statyczne i konserwacyjne:Jest to typ obwodu elektrycznego, w który wyposażony jest UPS, umożliwiający bezpośrednie podłączenie ładunku elektrycznego do głównej sieci (lub oddzielnej) w przypadku awarii UPS.

Jednostka sterująca:To inteligentny element, w który wyposażony jest system zasilania awaryjnego UPS. W zależności od rodzaju urządzenia i jego funkcji, umożliwia on szereg funkcji za pośrednictwem oprogramowania lub innych.

Jak wygląda jego normalne funkcjonowanie?

Gdy UPS pracuje normalnie, tzn. jest zasilany prądem o dobrej jakości, prąd elektryczny wpływa poprzez złącze UPS do sieci i przepływa najpierw przez prostownik, który zamienia prąd przemienny na prąd stały.

Taka transformacja jest konieczna, ponieważ część energii elektrycznej musi zostać zmagazynowana w akumulatorze — gdzie prąd musi być prądem stałym — a reszta energii elektrycznej wędruje dalej do falownika, który przekształca ją w prąd przemienny, służący do zasilania systemów podłączonych do UPS-a.

Co się dzieje w przypadku awarii zasilania?

Wyobraźmy sobie, że sieć jest niedostępna lub napięcie nie mieści się w dopuszczalnych granicach jakościowych, co zmienia przepływ prądu. W takim przypadku falownik byłby zasilany napięciem stałym dostarczanym przez akumulatory. Moc wyjściowa falownika pozostałaby niezmieniona, a zatem ładunek elektryczny podłączony do systemu nadal działałby bez zakłóceń.

Czas autonomii, czyli czas, w którym akumulatory mogą zasilać system, zależy od poboru energii wymaganego przez ładowanie dostarczane przez urządzenie oraz pojemności akumulatora. Po przywróceniu napięcia zasilania sieciowego, tj. osiągnięciu wartości mieszczącej się w dopuszczalnych granicach, prostownik wznawia działanie i przywraca normalną pracę.

Akumulatory regenerują się po rozładowaniu powstałym wskutek braku zasilania poprzez ładowanie za pomocą napięcia stałego dostarczanego przez prostownik/ładowarkę.

Co się stanie, jeśli nastąpi awaria UPS-a lub będziemy musieli przeprowadzić prace konserwacyjne?

W przypadku awarii UPS-a, bypass statyczny aktywuje się automatycznie, natychmiast przekierowując ładunek elektryczny do głównej sieci zasilającej (lub bypassu) w przypadku przeciążenia lub zwarcia. Dzięki temu, niezależnie od rodzaju pracy, UPS zapewnia brak przerw w zasilaniu. Stąd jego nazwa.

Istnieją różne obwody lub typy UPS-ów, które zawierają więcej lub mniej elementów, zarówno zabezpieczających, jak i filtrujących, aby zagwarantować „czystą” energię elektryczną; ale wszystkie zawierają co najmniej te elementy, które wymieniliśmy. Dla prawidłowego działania UPS-a,najbardziej zaawansowane UPS-y posiadają jednostki sterujące i oprogramowanie, które zapewniają użytkownikowi informacje w czasie rzeczywistymoraz spersonalizowane funkcjonalności.