Avainero – online vs offline UPS
UPS eli Uninterrupted Power Supply on laite, joka syöttää virtaa kriittisille kuormille, joiden pitäisi toimia jatkuvasti ilman keskeytyksiä, jopa sähkökatkon aikana. UPS-laitteita on kahta tyyppiä: pyörivä/mekaaninen tyyppi, joka sisältää moottorit ja generaattorit virtalähteenä, ja staattiset UPS:t, jotka tarjoavat varavirtaa akkupankin kautta ja toimivat tehoelektroniikkalaitteilla. Online- ja offline-UPS-laitteet luokitellaan staattisten UPS-laitteiden alle niiden toiminnallisuuden mukaan. Tärkein ero online- ja offline-UPS:ien välillä on se, että offline-UPS-laitteet syöttävät kuorman suoraan verkosta, kun pääsyöttö on saatavilla, kun taas online-UPS:t syöttävät kuormaan virran tasasuuntaaja-invertteriyhdistelmän kautta liittämättä kuormaa suoraan verkkovirtaan.
Mikä on offline-UPS?
Termi offline tarkoittaa, että akkupankki ei ole kytkettynä (off-line) kuormaan normaalikäytössä, kun verkkovirta on saatavilla. Tässä tilanteessa verkkovirta kytketään suoraan kuorman lähtöön staattisen siirtokytkimen kautta, joka on normaalisti PÄÄLLÄ. Kun verkkovirtaa on saatavilla, vara-akkupankki ladataan tasavirralla latausyksikön kautta, joka koostuu tasasuuntaajapiiristä.
Sähkökatkon tai suuren ali-/ylijännitteen yhteydessä staattinen kytkin katkaisee pääsyötön kuormasta ja kytkee akun kuormaan merkityksettömän ajan kuluessa. Tämä verkkovirran ja akun välinen siirtoaika on tyypillisesti 10–25 ms ja riippuu puolijohteista tai tehoelektroniikkapiireistä, jotka havaitsevat verkkovirran katoamisen ja suorittavat vaihdon.
Koska verkkovirta on kytketty suoraan kuormaan normaalikäytössä, kaikki vääristymät, kuten piikit, painumat ja kohina verkossa, näkyvät selvästi UPS:n ulostulossa. On kuitenkin olemassa UPS-järjestelmiä, jotka säätelevät jonkinlaista tehoa lähdössä. Line interaktiiviset UPS:t ovat erityinen offline-UPS:ien tyyppi, joka käsittelee sähköverkossa esiintyviä pieniä yli- tai alijännitteitä. Ne käyttävät moninapaista automaattimuuntajaa tai buck-boost-muuntajaa muuttamaan tuloverkkojännitteen oikeaksi lähtöjännitteeksi.
Kuva 01: Line Interactive UPS
Koska offline-UPS:issa on väistämätön kytkentäaika, kytkettyjen kuormien sähkökatkos on ilmeinen. Siksi tämän tyyppisiä UPS-laitteita käytetään kuormien, kuten pöytätietokoneiden, tulostimien, hätävalaistuspiirien jne., kanssa.jotka pystyvät käsittelemään niin pienen sähkökatkon. Offline-UPS-laitteet ovat edullisimmat kaikista UPS-laitteista, koska niillä on yksinkertaisin rakenne.
Mikä on online-UPS?
Online-UPS-laitteita käytetään tuottamaan keskeytymätöntä virtaa. Toisin kuin offline-UPS-laitteet, online-UPS ei liitä verkkovirtaa lähtöön. Sen sijaan se syöttää vaihtovirtaa kuormaan tasasuuntaaja-invertteriyhdistelmän kautta ja samalla lataa akkua. Keskeytyksen sattuessa tasasuuntaaja lakkaa toimimasta ja invertteriin jo kytketty akkupankki antaa virran kuormalle. Tämän seurauksena online-UPS:issa ei olisi siirtoaikaa. Näitä kutsutaan myös kaksoismuunnos-UPS:iksi, koska tasasuuntaaja muuntaa vaihtovirran DC:ksi ja vaihtosuuntaaja sitten takaisin AC:ksi.
Kuva 02: Yksinkertaistettu kaavio online-UPS:sta
Toisin kuin offline-UPSissa, online-UPS:n staattinen siirtokytkin on normaalisti POIS PÄÄLTÄ. Sitä käytetään vain ylikuormitustilanteessa tai kun liitetty moottori ottaa suuren käynnistysvirran. Tällaisessa tilanteessa staattiseen kytkimeen liittyvä tehoelektroniikkapiiri havaitsee suuren virran ja siirtää virran invertteristä verkkovirtaan. Tämä estää mahdollisen UPS:n sisäisen laitteiston vahingoittumisen suurten virtojen takia.
Online-UPS:issa tasasuuntaajan on syötettävä virtaa kuormaan sekä akkupankkiin latausta varten. Siksi tasasuuntaajan tulisi kestää suurempi kuorma, ja online-UPS:issa on yleensä suuret jäähdytyslevyt. Lisäksi online-UPS-laitteet ovat paljon kalliimpia kuin offline-UPS-laitteet. Niitä käytetään kaupallisissa sovelluksissa ja paikoissa, joissa keskeytymättömät virtalähteet ovat tärkeitä, kuten datakeskuksissa ja sairaaloiden teho-osastoilla. Vaikka niitä käytettiin sovelluksissa, jotka käyttivät yli 10 kW, tekniikan dramaattisen kehityksen ja kustannusten alenemisen myötä online-UPS-laitteet ovat nyt saatavilla jopa alle 500 W:n laitteille. Vaikka tästä aiheutuu lisäkustannuksia, online-UPS-laitteet eristävät kuorman verkkovirrasta. Näin ollen verkkojännitteen vääristymät eivät leviä lähtöön ja kuorman syöttöjännite on aina puhdas.
Mitä eroa on online- ja offline-UPS:n välillä?
Online vs offline UPS |
|
| Online-UPS ei liitä verkkovirtaa kuormaan normaalikäytössä tai katkosten yhteydessä. Akkupankki on aina päällä, linjassa kuorman kanssa. | Offline-UPS:iden akkupankki ei ole linjassa kuorman kanssa normaalitilanteessa. Verkkovirta on kytketty suoraan kuormaan. |
| Siirry normaalista varatilanteeseen | |
| Koska akku on aina kytkettynä kuormaan, online-UPS:issa ei ole siirtoaikaa. Siirtokytkin yhdistää invertterin kuormaan normaalitilassa. | Siirtossa on millisekunnin viive tehoelektroniikkapiirin sähkölinjan havaitsemisen ja kytkennän vuoksi. |
| Kustannus | |
| Online-UPS:n hinta on korkeampi, koska tasasuuntaaja on suunniteltu kestämään suurta tehoa samanaikaista akkulatausta ja kuormitusta varten. | Offline-UPS:t ovat verrattain halvempia yksinkertaisemman suunnittelun ansiosta. |
| Sovellukset | |
| Arat ja erittäin kriittiset kuormat, kuten lääketieteelliset instrumentit ja datakeskukset, saavat virtansa online-UPS:ista. Verkon ja kuorman eristyksen vuoksi lähdössä ei ole vääristymiä. | Offline-UPS:t eivät tarjoa eristystä. Tästä syystä tuloon tulee jännitevääristymiä, jotka heijastuvat ulostuloon offline-UPS:n normaalissa toiminnassa. |
Yhteenveto – Online vs offline UPS
UPS-laitteet on tarkoitettu tuottamaan virtaa laitteille keskeytyksettä sähkökatkon tai voimakkaan jännitteen laskun yhteydessä. UPS:t luokitellaan online- ja offline-UPSeihin, jotka ovat staattisia UPS-laitteita, joita käytetään puolijohdetehoelektroniikkalaitteissa. Online-UPS-laitteet pystyvät tarjoamaan keskeytymätöntä virtaa ilman siirtoviiveitä, koska niiden akku on aina kytketty invertteriin, jonka kautta kuorma syötetään myös normaalikäytössä. Sitä vastoin offline-UPS:t yhdistävät verkkovirran suoraan kuormaan normaalikäytössä ja lataavat akkua tasasuuntaajan kautta. Sähkökatkon aikana siirtokytkin yhdistää invertterin kuormaan vaihtovirran syöttämiseksi akun muunnetusta tasavirrasta. Tämä on tärkein ero online- ja offline-UPS:n välillä. Toisin kuin offline-UPS-laitteet, online-UPS-laitteet eristävät verkkovirran ja kuorman. Tästä syystä online-UPS ei siirrä jännitteen vääristymiä lähtöjännitteeseen. Jännitteen vääristymien kustannuksella offline-UPS-laitteiden kustannukset ovat kuitenkin paljon alhaisemmat kuin online-UPS-laitteet.
Lataa PDF-versio Online vs Offline UPS:stä
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä. Ero online- ja offline-UPS:n välillä.
