UPS

UPS
Pohled zepředu	Pohled zezadu

UPS (anglicky Uninterruptible Power Supply (Source) – „nepřerušitelný zdroj energie“) je zařízení nebo systém, který zajišťuje souvislou dodávku elektřiny pro zařízení, která nesmějí být neočekávaně vypnuta. Podle platných českých norem (ČSN EN 62040) se takové zařízení nazývá "Zdroj nepřerušovaného napájení".

UPS je obvykle zapojen mezi primární zdroj elektřiny a vstup napájení chráněného zařízení. Mezi nejčastěji chráněné systémy patří obvykle telekomunikační zařízení, počítačové systémy, systémy zajišťující chod letišť, nemocniční přístroje a další.

UPS funguje na principu akumulátoru. Pokud není dodávka elektřiny z primárního zdroje přerušena, je baterie udržována v nabitém stavu. Zároveň slouží jako ochrana proti dalším problémům rozvodné sítě (viz níže). V okamžiku přerušení dodávky elektřiny zajišťuje napájení zařízení až do obnovení napětí, případně do svého vybití. Doba, po kterou UPS udrží zařízení v chodu, je dána aktuální kapacitou akumulátorů a velikosti zatížení, př. dalšími parametry. Pohybuje se od několika minut po několik hodin.

V češtině se toto zařízení někdy označuje jako „záložní zdroj energie“, slangově mezi počítačovými profesionály jako „úpéeska“ nebo „jůpíeska“.

Typy UPS

Off-line – Nejjednodušší princip, který se využívá pro nejmenší výkony. Proud prochází ze vstupu přímo na výstup, při přerušení napájení (či při nějakém problému jako je velké podpětí nebo přepětí) se pomocí relé přepne na výstup z měniče napětí. Tento typ není schopen úpravy podpětí nebo přepětí.

Line-interactive – Jedná se o zdokonalený Off line, hojně rozšířený ve výkonu okolo 1000 VA. Dokáže skokově stabilizovat vstupní napětí, aniž by přecházel na bateriový režim, aby se co nejvíce blížilo předepsanému napětí. Ve většině případů stačí tento typ UPS. Při větší nestabilitě nebo při úplném výpadku vstupního napětí dochází zde k přepnutí na baterie, a to s prodlevou napětí 4 - 10 ms, což nemusí být pro některé citlivé zátěže z provozního hlediska vhodné.

Online UPS Nejpokročilejší a zároveň nejdražší typ UPS. Napětí nejdříve projde filtry, poté se usměrní a následně rozstřídává na výstupní napětí 230 V (př. 3 x 400V). Na stejnosměrném meziobvodu jsou připojeny akumulátory (přímo nebo přes DC/DC konvertor). Jelikož je potřeba usměrnit a následně rozstřídat celý přenášený výkon, jsou tyto UPS dražší, mají menší účinnost, ale jsou vhodná pro všechny typy zátěží, a to i v prostředí s výrazně nestabilní sítí.

Komunikační rozhraní

Úkolem komunikačního rozhraní je komunikace mezi UPS a zařízením, do kterého je připojena. Tím zařízením může být PC nebo jiné zařízení, například NAS. Při výpadku proudu je pak záložní zdroj schopen zálohované zařízení bezpečně vypnout (případně uložit data aplikací a poté vypnout). Pokud UPS komunikační port neobsahuje, není schopna se zálohovaným zařízením komunikovat a bezpečné vypnutí zbývá tedy na uživateli, který je upozorněn např. akustickým signálem.

Typy problémů

Existuje devět obecných typů problémů s napájením z veřejné elektrovodné sítě, které UPS mohou eliminovat s možnými nebezpečími při nepoužití UPS:

1. Ztráta napájení (blackout) – Úplná ztráta napájecího napětí po dobu delší než 2 sinusové cykly. Způsobí, že připojená zátěž přestane fungovat.
2. Krátkodobý pokles – Velmi krátkodobý pokles napětí o 15-20% („bliknutí světel“) Většinou neškodné
3. Napěťová špička – Krátkodobé přepětí o více než 10% – může způsobit poškození zařízení.
4. Dlouhodobé podpětí (brownout) – Dlouhá linie nízkého napětí – může způsobit nadměrné opotřebování spotřebičů. Popř i nefunkčnost citlivých zařízení
5. Dlouhodobé přepětí – Dlouhá linie vysokého napětí – způsobuje poškození/rychlé opotřebování spotřebičů.
6. Rušení v síti (šum) – Způsobuje elektromagnetické rušení
7. Změna frekvence – Odchylka od standardní frekvence (50Hz, způsobuje např. změnu rychlosti motorů, „spadnutí“ počítače
8. Napěťové rázy – Mžikové špičky až 20 000V, způsobovány přeskokem jisker při spínání a elektrostatickými výboji. Mohou mít za následek chyby dat nebo i poškození počítačů.
9. Harmonické zkreslení – Harmonické zkreslení sinusového průběhu. Obvykle způsobeno nelineární zátěží (motory…) Způsobuje chyby v komunikaci nebo i poškození hardware

Literatura

• ČSN EN 62040 Zdroje nepřerušovaného napájení (UPS)