UPS zdroje nepřetržitého napájení, jsou zařízení nebo systémy jejichž funkcí je zajišění souvislé dodávky elektřiny pro zařízení, která nesmějí být neočekávaně vypnuta. UPS je obvykle zapojen mezi primární zdroj elektřiny a vstup napájení chráněného zařízení. Úlohou UPS je chránit data a citlivá zařízení před poškozením.
Poškozením vlivem nepředvídaných událostí na síti, jako jsou šumy, rázy, napěťové špičky, poklesy napětí, nestability kmitočtu nebo úplné výpadky. Dojde li k výpadku elektrické energie, záložní zdroj dodává spotřebiči energii ze svých akumulátorů. Vzhledem k ceně elektronických zařízení a přenášených dat jsou UPS nezbytným vybavením všech informačních systémů. Záložní zdroje však pracují také na místech, kde výpadek elektrické energie může znamenat ohrožení zdraví a života, nebo značné materiální ztráty. Takovými oblastmi jsou např. zdravotnictví, doprava, zabezpečovací technika, atd.
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. 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.
Možné problémy rozvodné sítě:
- Výpadky v dodávce elektrického napětí, které tvoří zhruba 5 % poruch.
- Podpětí, které tvoří 87 % poruch. Podpětí je stav, kdy je napájecí napětí menší o více než 15 % nominální hodnoty. Za tohoto stavu většina elektrických spotřebičů sice ještě funguje, ale už s těžko definovanými chybami.
- Přepětí, které tvoří 0,7 % poruch. Je to stav, kdy napětí v síti je vyšší než přípustné a hrozí poškození elektrických spotřebičů.
- Napěťové a proudové špičky. Jsou způsobeny různými vlivy ( rozběh výkonových elektrických zařízení, bouřky). Jedná se o stav, kdy napětí po velmi krátkou dobu několikanásobně převýší nominální hodnotu.
- Šum v síti. Je způsoben činností neodrušených elektrických spotřebičů (elektromotorů atd.) Standardní sinusový průběh střídavého napětí je „doplněn“ vysokofrekvenčním šumem. Ten není nebezpečný běžným domácím spotřebičům, avšak u výpočetní techniky může vyvolat náhodné chyby.
- Elektromagnetické rušení. Zdrojem jsou atmosférické výboje, průmyslové stroje – zapínání velkých elektromotorů nebo jen zapnutí obyčejného, ale rozsáhlého zářivkového osvětlení. Možností jak přepětí čelit, je použití přepěťových ochran. Toto zařízení zpravidla funguje na bázi bleskojistek, varistorů a rychlých omezovacích diod. Tyto prvky mají při nominálním napětí velký odpor a nízký svodový proud, avšak pokud velikost napětí překročí určitou hodnotu, jejich odpor se prudce snižuje a proud je sveden do uzemňovací svorky.
Základní dělení zdrojů UPS z hlediska jejich typu:
- Zdroje UPS typu off-line
- Zdroje UPS typu line-interactive
- Zdroje UPS typu on-line
Off-Line
Záložní zdroje UPS typu off-line dodávají energii z vestavěných baterií pouze v případě výpadku napájecího napětí. V normální případě pouze přenášení na výstup stejný průběh elektrické energie, který je na jejich vstupu. Jsou to zdroje napájení s jednofázovým vstupem a jednofázovým výstupem, většinou určené do domácností k zálohování napájení jednotlivých počítačů či jiných zařízení.
Line-Interactive
Napájecí záložní zdroje UPS typu line-interactive dodávají energii z vestavěných baterií pouze při výpadku vstupního napájení, stejně jako UPS off-line. V normálním režimu však přenášejí na svůj výstup napětí přes odrušovací kondenzátory a filtry a provádějí stabilizaci výstupního napětí pomocí přepínání odboček na vnitřním transformátoru. Většinou se také jedná o jednofázové zdroje nepřerušitelného napájení, jsou vhodné k pracovním stanicím, a menším serverům. Většinou jsou vybaveny komunikačním portem, a dovolují propojení s počítačem nebo zapojení do počítačové sítě. Potom je možné tyto zdroje dálkově spravovat, získávat informace o stavu napájení a nastavit chování zdroje UPS v případě výpadku napájení.
On-Line
Záložní zdroje UPS typu on-line pracují na principu dvojité konverze napětí. Vstupní napětí je usměrněno a trvale nabíjí vestavěné baterie. Výstupní stejnosměrné napětí z akumulátorů je pomocí střídače a řady filtrů přeměněno na střídavé napětí o ideálním sinusovém průběhu. Z tohoto principu vyplývá největší výhoda těchto typů záložních zdrojů a sice fakt, že na jejich výstupu máme neustále kvalitní napětí bez poruch a zkreslení. Tyto záložní zdroje jsou vhodné i pro zajištění napájení citlivých laboratorních přístrojů a jiných náročných aplikací. Nevýhodou těchto zdrojů UPS je nižší životnost baterií, nižší účinnost a vyšší cena těchto záložních zdrojů UPS.
Komunikační rozhraní
Důležitým prvkem u UPS zařízení je komunikační rozhraní. To je ve většině případů řešeno pomocí USB. Úkolem komunikačního rozhraní je komunikace mezi UPS a zařízením, do kterého je připojena. 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.
Zásuvky v UPS
Při výběru záložního zdroje, je vhodné si ověřit jakými zásuvkami disponuje. Většinou je totiž možné narazit na zdroje se zásuvkami IEC 320 C14, do kterých nelze zapojit klasickou zástrčku. Pokud si přejete UPS výhradně na klasickou zásuvku, musíte vyhledat modely se zásuvkami CEE7/7 nebo CEE7/4 Schuko.
Údržba
Údržba se omezuje pouze na pravidelné výměně akumulátorů. Při pořizování záložního zdroje je tedy potřeba brát v potaz dostupnost náhradních akumulátorů pro daný model. Baterie v UPS vydrží zhruba rok a poté je nutná jejich náhrada. Staré baterie rapidně ztrácejí svojí kapacitu a při výpadku by nemusely být schopny zálohovaný systém bezpečně odstavit.
