Typy UPS a jak fungují: Komplexní přehled

Schématická struktura napěťově nezávislé UPS (USV VI)

„Online“, „Dvojitá konverze“, „Nepřetržitý provoz“ nebo „Dvojitá konverze“

Třída 1: VFI (Voltage a Frequency Inezávislá na síťovém napájení, napětí a frekvence nezávislé na síti)

U UPS této kategorie je vstup veden přímo do usměrňovače (GR), který napájí baterie. Výstup je napájen výhradně invertorem (WR), který v běžném provozu, tedy při síťovém napětí na vstupu UPS, odebírá potřebnou energii z usměrňovače a je napájen přes bateriový systém (akumulátory) v případě výpadku sítě.

V každém případě – bez ohledu na kvalitu vstupního napětí – je střídavé napětí na výstupu generováno ze stejnosměrného napětí tzv. meziobvodu přes zařazený střídač. Pro zvýšení bezpečnosti napájení má UPS VFI tzv. bypass obvod, který je zapojen paralelně ke kombinaci usměrňovač/střídač. V případě přetížení na výstupu UPS nebo vnitřní poruchy ve větvi usměrňovače/střídačů je připojený spotřebič „bez přerušení“ přepnut na tuto větev bypassu a je tak nadále napájen. Vzhledem k tomu, že usměrňovače a střídače jsou neustále zatěžovány plným provozním proudem, musí být obzvláště kvalitní, což činí tento typ konstrukce nejdražší. Navíc dochází ke ztrátám ve směru stejnosměrného i střídavého proudu, což snižuje účinnost.

Popisy produktů systémů UPS obvykle udávají účinnost při plném zatížení. Protože se však většina UPS nepoužívá na plnou kapacitu, jsou obecně nižší účinnosti při částečném zatížení rozhodující pro správný výpočet spotřeby energie a nákladů. Účinnost vyšší než 95 % při plné zátěži lze nyní považovat za standard pro UPS VFI.

Kromě ochrany proti následkům výpadku napájení, podpětí a přepětí, VFI UPS také chrání proti kolísání frekvence a harmonickým. Poskytují také sporadickou ochranu proti úderu blesku a zkreslení napětí (výbojům). UPS VFI se přednostně používají v aplikacích, které mají vysoká kritéria pro tolerovatelné prostoje, jako jsou: B. v napájení datového centra.

Je třeba poznamenat, že UPS VFI mají nejvyšší vlastní spotřebu ve srovnání s UPS VFD nebo VI. Zatímco např. Například zatímco 650 VA VFD UPS vyžaduje přibližně 5 W v nečinnosti (bez připojených zátěží) a 850 VA VI UPS vyžaduje přibližně 15 W, VFI UPS vyžaduje podstatně více energie, i když je nečinná (pravidlem je, že vyžaduje přibližně 10 % svého jmenovitého výkonu, tj. 850 VA VFI W UPS vyžaduje vlastní výkon kolem 85).

Schématická struktura napěťově nezávislé UPS (USV VI)

„Line-Interactive“, „síťově-interaktivní“, „jednorázová konverze“, „rozdílová konverze“ nebo „aktivní následná operace“

Třída 2: VI (Voltage Inezávislá na síťovém napájení, napětí nezávislé na síti)

V UPS této kategorie je jako centrální komponent použit obousměrný invertor. Podle požadavků generuje stejnosměrné napětí pro nabíjení baterií ze střídavého napětí na vstupu nebo střídavého napětí na výstupu ze stejnosměrného napětí baterií.

Protože převodník také nepřetržitě omezuje úroveň napětí na výstupu, je toto do značné míry nezávislé na úrovni napětí na vstupu. Pokud je však na vstup přivedeno napětí, jeho frekvence určuje frekvenci napětí na výstupu. Doba sepnutí při výpadku napájení je kratší než u VFD UPS a je přibližně 2 až 4 ms. Přepnutí na síťový provoz po obnovení probíhá bez jakékoli časové prodlevy. Vstupní napětí je synchronní s výstupním napětím.

VI-UPS chrání nejen před následky výpadku napájení, ale také před podpětím a přepětím.

Schématická struktura napěťově a frekvenčně závislého UPS – VFD

"Offline", "Pohotovostní režim" nebo "pasivní"

Třída 3: VFD (Voltage a Frequency Dzávislé na síťovém napájení, napětí a frekvence závislé na síti)

UPS této třídy přenáší energii přímo ze vstupu na výstup během normálního provozu. Vstup navíc napájí usměrňovač, který nabíjí baterie. Při výpadku síťového napájení se výstup přepne na invertor, který je napájen z baterií.

V závislosti na modelu dochází k přepínání se zpožděním až 10 milisekund (ms). Kromě toho jsou podle EN 62040-3 kompenzovány kolísání napětí pod 16 ms a napěťové špičky mezi 4 a 16 ms. U některých velmi citlivých zařízení to může být příliš dlouhé. V normálním provozu je úroveň a frekvence výstupního napětí přímo závislá na vstupním napětí.