Zaniki zasilania i jego zak│≤cenia, obok utraty danych, mog▒ doprowadziµ r≤wnie┐ do fizycznych uszkodze± element≤w komputera, najczΩ╢ciej dysk≤w twardych. Niebezpiecze±stwa powstawania zak│≤ce± b▒d╝ zanik≤w zasilania nie da siΩ przewidzieµ ani zobaczyµ. Z tych powod≤w ka┐dy komputer, na kt≤rego bezawaryjnym dzia│aniu nam zale┐y, powinien byµ zasilany przez zasilacz awaryjny, czyli UPS (Uninterruptable Power Supply).

Zasilacze awaryjne mo┐na podzieliµ na trzy klasy: najprostsze (off-line), lepszej klasy (interactive-line) i najwy┐szej klasy (on-line). R≤┐ni▒ siΩ one jako╢ci▒ dostarczanego napiΩcia zasilaj▒cego oraz - oczywi╢cie - cen▒.

Zasilacze off-line

Schemat blokowy UPS-a off-line (rys1)
Schemat blokowy UPS-a off-line (rys2)
Schemat blokowy UPS-a line-interactive (rys3)

Dzia│anie UPS-a (rysunek 1) polega na tym, ┐e kontrolowane i korygowane s▒ parametry wej╢ciowego napiΩcia zasilaj▒cego (220 V +5%, -10%; 50 Hz ▒5%) albo nastΩpuje prze│▒czenie UPS-a na zasilanie z baterii. Ka┐dy UPS wyposa┐ony jest w filtr wstΩpny zak│≤ce± pochodz▒cych z sieci energetycznej, przetwornice AC/DC i DC/AC, prze│▒cznik, bateriΩ akumulator≤w oraz mikroprocesorowy uk│ad kontrolny. Ten ostatni element steruje odpowiednim procesem wszystkich prze│▒cze± i │adowania baterii. Naturalnie praca z baterii mo┐e trwaµ tylko tak d│ugo, na ile wystarczy zgromadzonej w niej energii.

NajczΩ╢ciej UPS-y projektowane s▒ na kilku-, kilkunastominutowe podtrzymanie zasilania przy obci▒┐eniu ich moc▒ znamionow▒. Oczywi╢cie, je╢li obci▒┐enie jest mniejsze od znamionowego, czas podtrzymania wyd│u┐a siΩ, np. przy obci▒┐eniu UPS-a po│ow▒ jego mocy znamionowej czas ten wyd│u┐a siΩ do ok. 30 minut. Je╢li kolejno po sobie nastΩpuje kilka prze│▒cze± na pracΩ z baterii, jej na│adowanie bΩdzie mala│o, tak jak i czas nastΩpnych podtrzymywa±. Producenci UPS-≤w pr≤buj▒ przeciwdzia│aµ temu zjawisku tworz▒c tzw. "zbiorniki rezerwowe", o zawarto╢ci 20% ca│ej energii danego UPS-a.

DziΩki takiemu zbiornikowi kolejny zanik zasilania po czasie kr≤tszym od czasu pe│nego na│adowania baterii nie spowoduje katastrofy systemu, gdy┐ pozosta│e 20% energii pozwoli bezpiecznie go zamkn▒µ. "Rezerwow▒" energiΩ maj▒ tylko bardziej zaawansowane, a tym samym dro┐sze UPS-y.

Ze wzglΩdu na to, ┐e proces pe│nego │adowania baterii trwa kilka godzin, w przypadku czΩstych zanik≤w napiΩcia zasilania najlepiej wy│▒czyµ zasilane urz▒dzenie na pewien czas. Mo┐na te┐ dodaµ do UPS-a dodatkowe baterie zewnΩtrzne, kt≤re mog▒ wyd│u┐yµ czas jego dzia│ania nawet do kilku godzin. Istotnym parametrem jest r≤wnie┐ czas prze│▒czenia zasilania z sieciowego na bateryjne. W typowych UPS-ach off-line jest poni┐ej 5 ms, co powinno wystarczyµ do uratowania "┐ycia" komputera osobistego lub nawet serwera.

Zasilacze line-interactive

Rysunek 2 przedstawia zasady pracy wy┐szej klasy urz▒dze±, jakimi s▒ UPS-y line-interactive. UPS-y line-interactive maj▒ prze│▒cznik wbudowany w przetwornicΩ DC/AC. Sama przetwornica DC/AC jest inaczej skonstruowana od tej w UPS-ach off-line. Opr≤cz przetwarzania napiΩcia sta│ego z baterii mo┐e ona r≤wnie┐ w pewnych granicach korygowaµ parametry wyj╢ciowego napiΩcia zasilaj▒cego nie korzystaj▒c z baterii. Utrzymuje ona napiΩcie wyj╢ciowe na poziomie 220 V ▒5% przy spadkach napiΩcia wej╢ciowego nawet do 150-160 V. Dodatkowo potrafi ona aktywnie eliminowaµ zak│≤cenia pochodz▒ce z sieci energetycznej i ma mniejsze czasy prze│▒czania ni┐ UPS-y klasy off-line.

Urz▒dzenia on-line

UPS-y tej klasy to urz▒dzenia dostarczaj▒ce najwy┐szej jako╢ci napiΩcie zasilaj▒ce. ZasadΩ ich pracy przedstawia rysunek 3. Tutaj obie przetwornice AC/DC i DC/AC pracuj▒ bez przerwy.

NapiΩcie sieci zasilaj▒cej przetwarzane jest na napiΩcie sta│e, a wyj╢ciowe napiΩcie zasilaj▒ce powstaje zawsze z napiΩcia sta│ego i jest generowane przez przetwornicΩ DC/AC. DziΩki temu uzyskuje siΩ galwaniczn▒ izolacjΩ od sieci energetycznej oraz ca│kowit▒ eliminacjΩ z napiΩcia wyj╢ciowego szum≤w, stan≤w przej╢ciowych oraz niestabilno╢ci pojawiaj▒cych siΩ czΩsto w sieciach energetycznych. Dodatkow▒ zalet▒ jest zerowy czas prze│▒czania, albowiem przetwornica DC/AC pracuje non stop.

Sterowanie, diagnostyka

Komunikacja UPS-a z u┐ytkownikiem mo┐e byµ realizowana na dwa sposoby. Za pomoc▒ interfejsu wbudowanego w sam UPS lub za pomoc▒ specjalnego oprogramowania zainstalowanego w komputerze i komunikuj▒cego siΩ z UPS-em przez port szeregowy.

Interfejs u┐ytkownika w UPS-ie to kilka diod LED sygnalizuj▒cych jego aktualny stan pracy (praca normalna, z baterii, │adowanie baterii, wy│▒czenie UPS-a), czasami stan na│adowania baterii oraz sygna│ d╝wiΩkowy, narastaj▒cy w miarΩ roz│adowywania siΩ baterii. Bardziej wyrafinowan▒ metod▒ jest korzystanie ze specjalnego oprogramowania komunikuj▒cego siΩ z UPS-em przez port szeregowy i w razie takiej potrzeby potrafi▒cego bezpiecznie zamkn▒µ system operacyjny.

Opr≤cz zamkniΩcia systemu operacyjnego mo┐na za jego pomoc▒ sprawdziµ stan na│adowania baterii, ustaliµ parametry "zbiornika rezerwowego", a nawet zaprogramowaµ w│▒czanie i wy│▒czanie komputera o okre╢lonej godzinie w cyklu tygodniowym. Najbardziej znanymi programami tego typu s▒: Power Chute, Power Mon i oprogramowanie zawarte w Windows NT.

Ka┐demu wed│ug potrzeb

Na rynku mo┐na znale╝µ wiele modeli zasilaczy awaryjnych r≤┐nych klas (patrz tabela), pocz▒wszy od mocy 300-400 W do zasilania pojedynczych stanowisk komputerowych, a┐ do olbrzym≤w o mocy 10 kW, przeznaczonych do zasilania ca│ych kompleks≤w sieci komputerowych. Nasze zestawienie zawiera urz▒dzenia o mocy do 5 kW. Do zasilania pojedynczych stanowisk komputerowych w domu lub ma│ym biurze wystarcza UPS klasy off-line o mocy ok. 400 W. Moc zasilacza awaryjnego nale┐y dobraµ tak, by przewy┐sza│a o ok. 30% moc zasilanych urz▒dze±.

Je╢li wymagania stawiane jako╢ci zasilania s▒ wy┐sze, np. w przypadku serwer≤w w wiΩkszych firmach, nale┐y zastosowaµ zasilacz awaryjny wy┐szej klasy tzn. line-interactive, a najlepiej on-line o odpowiednio dobranej mocy.

Polecamy

Wybranie konkretnego modelu zasilacza UPS musi byµ poprzedzone analiz▒, w kt≤rej okre╢liµ nale┐y moc i rodzaj zasilacza (off-line do zastosowa± domowych i w ma│ych biurach, on-line dla serwer≤w w wiΩkszych firmach). Trudniej jest zdecydowaµ, kt≤rego producenta zasilacze nale┐y zastosowaµ. Tutaj, opr≤cz sugestii co do por≤wnania ceny konkurencyjnych modeli (przy zakupie UPS-a dla potrzeb domowych), nale┐y braµ pod uwagΩ niezawodno╢µ urz▒dzenia i sprawno╢µ serwisu danego producenta (zakup UPS-a na potrzeby firmy). Z naszych do╢wiadcze± wynika, ┐e doskona│▒ niezawodno╢µ urz▒dze± i szybk▒ reakcjΩ serwisu zapewnia firma APC.

(c) Copyright LUPUS