Zadania i działanie zasilaczy awaryjnych UPS.
UPS  Uninterrupted Power Supply (lub Uninterruptible Power Supply), co
można przetłumaczyć jako zasilacz o działaniu ciągłym (nieprzerywalnym), przyjęła
się również nazwa zasilacz awaryjny, gdyż zazwyczaj jego działanie zauważane jest
w przypadku awarii zasilania. W warunkach amatorskich UPS-y nie sÄ… urzÄ…dzeniami
często stosowanymi. Wyłączenie zasilania w trakcie gry powoduje jedynie
zdenerwowanie gracza i nie niesie żadnych innych konsekwencji. Jednakże
w zastosowaniach profesjonalnych, gdzie utrata informacji czy przerwanie realizacji
ważnej operacji w połowie (np. w połowie przegrana nowa wersja BIOS-u) jest zwykle
bardzo kosztowna. UPS-y stosuje się w szczególności do zapewnienia poprawności
funkcjonowania sieci komputerowych, w których nie wolno dopuścić do utraty
informacji. Z drugiej strony, możliwość podtrzymania zasilania komputerów
w przypadku awarii sieci jest zawsze ograniczona czasowo. RozwiÄ…zaniem jest
zakończenie pracy sieci po zachowaniu wszelkiej informacji i powiadomieniu
użytkowników o wyłączeniu serwera (lub serwerów). Zadanie to jest realizowane przez
stosowne oprogramowanie zainstalowane na serwerze, współpracujące z układami
sterowania UPS-u poprzez określony port komunikacyjny, na przykład RS 232C. UPS-y
są zatem niezbędnym elementem wyposażenia profesjonalistów.
Zabezpieczenie przed wyłączeniem napięcia zasilającego nasze komputery nie
musi być jedynym zadaniem UPS-a. W przypadku sieci zasilającej o niskich
parametrach (odchyłki od napięcia nominalnego, zakłócenia, odkształcony przebieg
napięcia) UPS służy jako z
ródło napięcia zasilającego o wysokiej jakości. Stąd
zadaniami UPS-ów są:
·ð zapewnienie rezerwowego z
ródła zasilania w przypadku awarii sieci
zasilajÄ…cej
·ð dostarczenie wysokiej jakoÅ›ci napiÄ™cia zasilajÄ…cego w przypadku niskiej jakoÅ›ci
napięcia z sieci zasilającej.
Na rys. 1 przedstawiono schemat blokowy UPS-a.
Jak widzimy, w UPS-ie możemy wyróżnić dwa tory. Pierwszy z nich składa się
z tłumika przepięć i filtra zakłóceń. Tor ten jest używany przy czynnej sieci zasilającej
i jej parametrach powyżej określonych wymagań. Zadaniem tłumika przepięć jest
blokowanie nieperiodycznych, dużych impulsów napięcia. Filtr odfiltrowuje zakłócenia
impulsowe o wyższych częstotliwościach i zwykle niezbyt dużych amplitudach.
Rys.1. Schemat blokowy UPS-a1
Drugi tor powinien być używany, gdy parametry napięcia zasilającego sieci są zbyt
niskie lub, co oczywiste, w przypadku awarii zasilania z sieci. Tor ten składa się
z baterii akumulatorów zapewniającej zasilanie w przypadku awarii zasilania sieci,
ładowarki, której zadaniem jest ładowanie baterii akumulatorów oraz układu
falownika. Falownik przetwarza napięcie stałe na falę sinusoidalną o określonych
parametrach.
UPS może pracować w dwóch trybach: czuwania (ang. standby) i aktywnym (ang.
on-line). W trybie czuwania podstawowym torem jest tor pierwszy, zaÅ› tor drugi -
rezerwowy, jest używany w razie awarii zasilania. Tryb ten powinien być używany pr/y
zadowalajÄ…cych parametrach sieci.
W trybie aktywnym torem podstawowym jest tor drugi. Zapewnia on dobre parametry
napięcia zasilającego niezależnie od parametrów napięcia zasilającego z sieci, także
1
K. Wojtuszkiewicz. UrzÄ…dzenia Techniki Komputerowej cz. II. MIKOM Wydawnictwo Naukowe PWN W-wa 2007
str.220.
podczas awarii sieci zasilającej. Tor pierwszy jest wówczas używany w wypadku
awarii toru drugiego. Praca UPS-a w obydwu trybach pokazana jest na rys.2.
Rys.2. Tryby pracy UPS-a.2
W przypadku pracy w stanie czuwania zadaniem sterowania jest odpowiednio szybkie
przełączenie zasilania komputerów z toru podstawowego na tor rezerwowy (awaryjny).
Komputer pobiera energie impulsowo, co około 8,6 ms, co pokazuje rys.3. Przerwa
w poborze energii wynosi 5 ms. Jeżeli reakcja sterowania będzie odpowiednio szybka,
zanik zasilania z sieci pozostanie dla komputerów niezauważalny.
Rys.3. Przykład poboru prądu i mocy przez komputer.3
2
K. Wojtuszkiewicz. UrzÄ…dzenia Techniki Komputerowej cz. II. MIKOM Wydawnictwo Naukowe PWN W-wa 2007
str.220.
3
K. Wojtuszkiewicz. UrzÄ…dzenia Techniki Komputerowej cz. II. MIKOM Wydawnictwo Naukowe PWN W-wa 2007
str.221.
Wszystkie komputery przenośne zasilanie mają rozwiązane na zasadzie działania
UPS-a, gdyż w momencie braku zasilania w sieci (gdy pracujemy na zasilaczu).
Różnica polega na tym, że w zasilaczu wytwarzane są bezpośrednio napięcia stałe
potrzebne głównie do ładowania baterii jak i do pracy komputera. Z tego powodu nie
jest potrzebny falownik.
Do podstawowych parametrów użytkowych UPS-a zalicza się:
·ð moc znamionowÄ…,
·ð wyjÅ›ciowe napiÄ™cie znamionowe,
·ð tolerancjÄ™ napiÄ™cia wyjÅ›ciowego,
·ð czÄ™stotliwość napiÄ™cia wyjÅ›ciowego,
·ð tolerancja czÄ™stotliwoÅ›ci napiÄ™cia wyjÅ›ciowego,
·ð czas przeÅ‚Ä…czania,
·ð czas podtrzymania,
·ð sprawność,
·ð rodzaj portu komunikacyjnego.
Literatura:
1. K. Wojtuszkiewicz. UrzÄ…dzenia Techniki Komputerowej cz. I. MIKOM Wydawnictwo
Naukowe PWN W-wa 2007
2. Z. Kolan.  Urządzenia Techniki Komputerowej . CWK Wrocław.