Záložní zdroje napájení vám ušetří starosti

DEFINICE Záložní zdroj napájení (UPS, uninterruptible power supply) je zařízení, které zajišťuje přívod elektric...


DEFINICE
Záložní zdroj napájení (UPS, uninterruptible power supply) je zařízení, které
zajišťuje přívod elektrické energie s konstantním regulovaným výstupním napětím
v době, kdy dojde k přerušení dodávky elektrické energie z hlavního zdroje. UPS
může napájet pracovní stanice, servery nebo další zařízení, která by jinak v
důsledku výpadků energie ukončila svou činnost nebo ztratila data.

Pracujete-li na svém počítači a náhle se přeruší přívod elektrické energie do
vaší kanceláře, může se stát hned několik nepříjemných věcí najednou. Za prvé
můžete ztratit svá důležitá data. Pokud nastane výpadek ve chvíli, kdy váš
systém zapisuje data na disk, může dojít k vážnému poškození logické struktury
disku a ke ztrátě některých souborů.
I krátký výpadek napájení (několik milisekund) může způsobit obtíže. Delší
přestávky pak zpravidla znamenají větší problémy. Dotkne-li se výpadek vašich
serverů, můžete ztratit obchodní příležitosti u svých zákazníků a výsledky
práce svých zaměstnanců.
Společnost IBM v jedné ze svých studií zjistila, že typická pracovní stanice má
problémy s přívodem energie více než 120krát za měsíc. Přerušení přívodu
energie nebo kolísání napětí má podle průzkumu časopisu Contingency Planning za
následek 45,3 % všech ztrát dat. Zmíněným událostem lze předejít nasazením
kvalitního záložního zdroje napájení (UPS), který bude správně dimenzován
vzhledem ke konkrétnímu počítači či síťovému vybavení. UPS dokáže zajistit
přívod "čisté" energie tím, že vyrovnává poklesy napětí, jeho kolísání, pulzy v
síti nebo elektrický šum.
Dojde-li k výpadku napájení, UPS o tom informuje uživatele i připojené
zařízení, které může s předstihem zahájit proces zálohování a poté se
automaticky vypnout. Během procesu zálohování UPS zajistí přívod elektřiny, a
tak nedojde k náhlému ukončení systému a vy neztratíte svá data.
Jakou UPS zvolit Zařízení UPS jsou nabízena ve třech základních typech a jedině
volba toho správného zajistí pracovním stanicím i datovému centru stabilní
přívod energie a podporu při náhlém výpadku proudu při současném efektivním
vynaložení finančních prostředků.
lOff-line UPS (pohotovostní zdroj napájení, Standby power supply): Tento typ je
ideální pro samostatné pracovní stanice. Pohotovostní zdroj napájení neboli
off-line jednotka UPS je napájena přímo ze zásuvky ve zdi a elektrickou energii
za běžných okolností jen předává dál. UPS s touto konfigurací jsou nazývány UPS
s jednou konverzí čímž je myšleno, že se pouze střídavý proud usměrňuje na
stejnosměrný, kterým je dobíjena baterie. Při přerušení dodávky elektřiny (v
tzv. zálohovaném provozu) z hlavního zdroje měnič konvertuje stejnosměrné
napětí akumulátoru na výstupní střídavé, a tím zajišťuje požadovanou dodávku
energie po určitou dobu.

Hybridní UPS (Line-interactive UPS): Tento typ zařízení je určen pro klíčový
hardware. Jedná se o off-line UPS doplněnou o filtr, který při normálním
provozu (vstup a výstup UPS propojen) omezuje napěťové špičky a potlačuje
síťové rušení. Filtr UPS umožňuje přijímat vstupní napětí a provádět jeho
regulaci tak, aby zamezil průchodu vysokého nebo nízkého napětí na výstup.
Stejně jako běžná off-line UPS může být také hybridní UPS cenově výhodná a
zároveň výkonná, protože zajišťuje napájení zařízení pouze při výpadku dodávky
energie. Navíc dokáže odfiltrovat přepětí v síti, odpojit se od přívodu energie
a zajistit napájení z baterie.

On-line UPS (UPS s dvojitou konverzí): Toto řešení nabízí zdvojený proces
regulace přívodu energie. Usměrňovač na vstupu UPS mění střídavé vstupní síťové
napětí na stejnosměrné. Tím je neustále dobíjena baterie UPS, která zároveň
slouží jako zdroj energie pro výstupní měnič. Následně výstupní měnič převádí
stejnosměrné napětí na regulované střídavé napětí, a tím zajišťuje přívod
energie do zařízení. Během normálního provozu jsou baterie stále nabité.
Kdykoli dojde k poklesu přívodu energie, baterie napájejí měnič a další
zařízení. Toto řešení poskytuje nejlepší bezpečnost pro servery, síťová
zařízení a datová centra. Vylepšení
On-line UPS nabízené od 80. let minulého století měly nízký účiník a rozsáhlé,
vysokonapěťové přepínání během normálních operací mohlo vytvářet harmonické
proudy zpět do elektrické sítě. Tyto "harmonické deformace" narušovaly úroveň
napětí v elektrickém vedení a potenciálně mohly způsobit cokoli od chybné
funkce počítače až po požár. Navíc nízký účiník přinášel značnou neefektivitu
těchto UPS, takže bylo třeba je značně naddimenzovat. V dnešní době většina UPS
obsahuje pro kompenzaci účiníku tzv. PFC obvody (power-factor correction),
proto mohou současné on-line UPS nabízet účiník blížící se k 1,0. Současně se
tím řeší problém se zpětným proudem. Tento typ UPS může ochránit dvakrát více
serverů než jednotka UPS, která nemá PFC, proto jsou zatím nejlepším řešením
např. pro zařízení montovaná do racku.
U jednoduchého provedení vstupních obvodů on-line UPS dochází k nabíjení pouze
v části cyklu průběhu střídavého napětí. Ovšem velikost nabíjecího proudu je v
daném časovém úseku značná. Odběr ze sítě má potom impulzní charakter (špičková
hodnota odběru je daleko vyšší než střední hodnota odběru). Tyto impulzy
nadměrně zatěžují napájecí síť, navíc mohou způsobovat rušení v pásmu rádiových
vln. Obvody PFC zapojené na vstupu tento jev kompenzují, takže odběr UPS jimi
vybavených je lineární (proud je ve fázi s napětím). To má velký význam u
větších požadovaných výkonů. Naproti tomu jednotka UPS bez PFC, která odebírá
proud pouze z krátkého segmentu nejvyššího napětí v napěťové křivce dodávané
energie, může způsobit odběr zvýšený až o 40 %, než kolik uvádí zátěžová
charakteristika příkonu UPS.

Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC International Electrotechnical
Commission) se sídlem v Ženevě, která je mezinárodním standardizačním orgánem
pro všechny oblasti elektrotechniky, navrhla normy pro harmonické deformace,
elektromagnetické interference a interference na rádiových frekvencích, které
nyní vyžadují od výrobců, aby instalovali obvody PFC do všech typů napájecích
zdrojů energie. Na rozdíl od starších on-line UPS nové jednotky disponují tzv.
delta konverzí ta redukuje harmonickou deformaci až o 30 % a poskytuje až 97%
účinnost vynaložené energie. Místo jednoduchého usměrňovače je na vstupu měnič
napětí s delta konverzí (měnitelná šířka impulzů) s minimálními ztrátami.
Delta konvertor zapojený do série mezi zdrojem a místem odběru vyrovnává
případné rozdíly mezi požadovaným vstupním a výstupním napětím. Hlavní
konvertor zatím udržuje napětí pro místo odběru na stabilní úrovni a precizně
jej reguluje.

Slovník terminologie používané u UPS
Výkon každé jednotky UPS, kterou se rozhodnete použít, musí být minimálně
shodný s celkovým příkonem veškerých zařízení k ní připojených raději by ho
však měl ještě převyšovat. Slovník uváděných parametrů by vám měl pomoci při
výběru toho nejvhodnějšího zařízení pro vaši aplikaci.

VA: Voltampér, jednotka elektrické zátěže, kterou UPS dokáže zvládnout.
Potřebujete-li stanovit požadovaný výkon ve VA, vynásobte napětí proudem, nebo
potřebujete-li konvertovat stejnosměrný výkon ve wattech na voltampéry,
vynásobte tento výkon číslem 1,35. Po výpočtu výkonu jednotlivých zařízení
sečtěte všechny výsledné hodnoty, abyste získali celkový výkon požadovaný pro
všechna vaše připojená zařízení. Výkon vaší jednotky UPS by měl být alespoň o
20 VA vyšší než celkový výkon všech připojených zařízení.

Účiník (Power factor): Poměr skutečného výkonu ke zdánlivému výkonu. Hodnota se
pohybuje od 0 do 1. Účiník s hodnotou 1,0 značí, že proud je ve fázi s
elektrickým napětím a jalový výkon je nulový. Efektivní jednotka UPS má účiník
blížící se hodnotě 1,0, například 0,95. K dosažení skutečné spotřeby energie ve
wattech pro každé jednotlivé zařízení musíte vynásobit účiník UPS zdánlivým
výkonem (VA) daného zařízení.

Doba zálohování: Doba, po kterou jednotka UPS běží ze svých baterií a může
poskytovat požadovaný výkon. Čím delší je doba zálohování, tím déle můžete
pracovat s PC a servery až do chvíle, než budou vypnuty.

Energie v joulech: Množství energie jednoho joulu je definována jako výkon 1 W
po dobu jedné sekundy. Toto určení práce, kterou je UPS schopna vykonat, nabývá
na důležitosti při proměnné (kolísavé) zátěži a v těchto podmínkách je
objektivnější než udávání výkonu ve W nebo VA. Množství energie 480 joulů je
zpravidla postačující pro server namontovaný do racku.

Přepěťová ochrana: Díky ní dokáže UPS zvládnout kolísání napětí na vstupu.
Jednotka UPS v tomto případě pohltí špičky napájecího napětí nárazy v síti.
Pokud přijde krátká napěťová špička, přepěťová ochrana může krátkodobě odvést
proudovou špičku např. až 6 500 ampérů, což napěťovou špičku částečně či takřka
úplně ořízne. Zmíněných 6 500 ampérů odpovídá hodnotě vhodné pro pracovní
stanice.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.