Záložní zdroje – jak se liší

V dnešním díle našeho seriálu o UPS si povíme, jaké jsou jednotlivé druhy UPS, jak se od sebe liší a pro jaké účely se nejlépe hodí. Pokud jste tedy dříve nevěděli, co to znamená off-line, line-interactive či on-line UPS, pak právě tento článek vám to objasní.

Co najdete v UPS

V UPS můžete najít v podstatě jen několik druhů obvodů a elektronických součástek. V našem článku si uvedeme alespoň ty nejdůležitější. Každá UPS musí především obsahovat akumulátor, ten musí být hermetizovaný, aby z něj nevycházely jedovaté výpary. Rozhodně tedy nemůžete použít autobaterii (právě z tohoto důvodu). Na to, abychom jej mohli nabíjet pak musí být v UPS také tzv. usměrňovač, který mění střídavý proud z elektrorozvodné sítě na stejnosměrný. Podobné zařízení ale opačné funkce, tedy střídač, je umístěno mezi akumulátorem a výstupem z UPS. Zde se zase stejnosměrný proud z akumulátoru mění zpět na střídavý proud, který je potřeba pro napájení počítače a vůbec všech zařízení, která zapojujete do zásuvky. Právě kvalita střídače od sebe jednotlivé UPS poměrně odlišuje – problém je totiž v tom, jak ze stejnosměrného proudu vytvořit dokonalou sinusoidu s frekvencí 50 Hz. Technicky to samozřejmě možné je, ale stojí to peníze, takže se skutečně sinusovým výstupem při napájení z akumulátoru se setkáte pouze u nejvyšších line-interactive či téměř všech on-line UPS. Ostatní mají povětšinou lichoběžníkový výstup, který běžným počítačům, monitorům apod. zase tolik nevadí. V případě citlivé elektroniky (např. měřící elektronika) je však sinusový tvar vstupního napájení nutností.

Právě ona citlivost některých zařízení na tvar vstupního napájení je důvodem, proč se do line-interactive a on-line UPS dávají také filtry, které mají za úkol „vyhladit“ sinusoidu vstupního a výstupního napájení (jsou tedy většinou dva). Její tvar se může totiž velice jednoduše poškodit, například přechodovým odporem či elektromotorem umístěným na dané fázi. Některé line-interactive UPS pak mají ještě „specialitu“ v podobě zvláštních obvodů na vyrovnávání přepětí a podpětí bez účasti akumulátoru. To samozřejmě ale funguje jen v určitém rozmezí a pokud je přepětí či podpětí na vstupu příliš velké, pak přichází na řadu akumulátor.

Když se řekne off-line UPS

Klepněte pro větší obrázekMezi nejlevnější UPS patří záložní zdroje typu off-line. Off-line UPS se povětšinou skládá jen z jednoduchého nabíjecího obvodu s usměrňovačem, akumulátorů a jednoduchého střídače s povětšinou lichoběžníkovým výstupem. V okamžiku, kdy je v elektrorozvodné síti dostatečně vysoké napětí, tak se počítač napájí v podstatě přímo z ní, tj. bez účasti jakýchkoliv filtrů či elektroniky v UPS (viz schéma). V případě, že hodnota vstupního napětí vybočí z nastavených mezí, přichází na řadu napájení z akumulátoru, které bohužel nemá sinusový průběh. Většinou se pak k off-line UPS dodává také ovládací software (stejně jako k většině line-interactive a on-line modelů), který je schopný bez účasti lidské obsluhy na počítači bezpečně ukončit všechny aplikace, uložit rozdělanou práci a počítač softwarově vypnout. Výhodou tohoto druhu UPS je bezesporu cena. Nevýhodou je pak přímé propojení s elektrorozvodnou sítí a pomalá reakční doba (doba mezi výpadkem či výraznou změnou napájení a přepnutím na napájení z akumulátoru).

Klepněte pro větší obrázekV praxi se vám tedy s off-line UPS dostanou do počítače všechny šumy (odchylky od sinusoidy) a krátké přepěťové rázy. Taktéž s dodatečnou přepěťovou ochranou pro Ethernet či telefonní síť zde nemůžete počítat, stejně jako s možností zakoupení rozšiřujících modulů (o nich podrobněji pohovoříme v dalším díle našeho seriálu). Podtrženo a sečteno, off-line UPS vás chrání především před výpadkem napájení. S dlouhodobým přepětím či podpětím si poradí tak, že přepne na napájení z akumulátoru, po jehož vybití zátěž odpojí.

Když se řekne line-interactive UPS

Klepněte pro větší obrázekTato kategorie záložních zdrojů se vyčlenila poměrně nedávno. Původně se totiž rozlišovali pouze on-line UPS, které napájí zátěž pouze z akumulátorů, a off-line UPS, které napájí zátěž částečně z elektrorozvodné sítě a částečně z akumulátorů. Line-interactive UPS šli ale dále než jejich předchůdci. Samotný název již napovídá, kde je onen rozdíl – line-interactive UPS totiž sice zátěž napájí za běžných podmínek z elektrorozvodné sítě, ale výstupní napětí si upravuje. Úpravy spočívají v tom, že je schopna si pomocí filtrů očistit výstupní proud od šumů a v případě potřeby si také poradí s podpětím či přepětím bez účasti akumulátoru, pomocí tzv. boost a buck (či trim) obvodů. Některé modely jsou pak schopny se bez účasti akumulátoru také vypořádat s odchylkami od stanovené frekvence vstupního proudu (tedy když je v síti napětí o frekvenci 49,5 Hz, tak výstupní napětí z UPS má frekvenci 50,0 Hz). Odchylky od frekvence 50,0 Hz jsou ale tak extrémně řídkým jevem, že vás v podstatě nemusí vůbec tížit. Dochází k nim prakticky jen při přetížení celé energetické soustavy, což se po utlumení těžkého průmyslu u nás již téměř neděje.

Klepněte pro větší obrázekLine-interactive UPS jsou pravděpodobně tou nejvhodnější kategorií záložních zdrojů pro použití všude tam, kde chcete mít jistotu, že vaše elektronika a počítače jsou dostatečně chráněny a nepotřebujete zrovna přesné sinusové napájení o přesně stanoveném výstupním napětí (s minimální odchylkou). Tyto UPS jsou tedy vhodné pro nejširší použití od zálohy domácího počítače až po zálohu celé sítě. Jednotlivé line-interactive UPS se od sebe pak odlišují především tvarem výstupního napětí, péčí o akumulátor, softwarovým vybavením, možností ochrany Ethernetové a telefonní sítě a možností dokoupení dodatečných rozšiřujících modulů. Podrobně se těmito rozdíly budeme zabývat v další kapitole našeho seriálu.

Ve skrze ale platí, že line-interactive UPS dovedou odfiltrovat šumy, poradí si s trvalým podpětím a přepětím, které, pokud je v určitém rozmezí, dokáží ošetřit i bez účasti akumulátoru, mají poměrně rychlou reakční dobu a nepropustí rázové přepěťové vlny (tedy až na výjimky).

Když se řekne on-line UPS

Klepněte pro větší obrázekPoslední, a také nejdražší, kategorií UPS jsou záložní zdroje typu on-line. Ty, jak jsme si již řekli, napájejí zátěž vždy a pouze z akumulátorů. Jedinou výjimkou je výměna akumulátorů, kdy, pokud má UPS tzv. hot-swap akumulátory (vyměnitelné za provozu), je zátěž napájena přímo z elektrorozvodné sítě za účasti výstupního filtru. Schéma takové UPS (samozřejmě, že to opět neplatí pro všechny) tedy vypadá tak, že vstupní proud projde základním filtrem, usměrňovačem a následně přijde do nabíjecího obvodu, který akumulátor téměř neustále a relativně malým proudem dobíjí. Z akumulátoru pak přes střídač se sinusovým výstupem vychází proud o pevně stanovené frekvenci 50,0 Hz a napětí 230 V (s menšími odchylkami). Tento proud pak může ještě projít výstupním filtrem.

Výhodou tohoto typu UPS je bezesporu garantovaná frekvence výstupního proudu bez jakýchkoliv šumů a bez jakýchkoliv prodlev, neboť zátěž je vždy napájena z akumulátoru a nezávisle na charakteristice vstupního napájení. Také ochrana před napěťovými rázy je výrazně lepší než u line-interactive UPS, neboť přepěťový ráz se povětšinou zastaví ještě před akumulátorem a díky absenci přímého propojení vstup – výstup je zde reálná šance, že přepěťový ráz skrz UPS neprojde. Některé „lepší“ on-line UPS v sobě navíc také na vstupu obsahují bleskojistky, které takřka 100% eliminují možnost zničení připojené zátěže úderem blesku.

Klepněte pro větší obrázekOn-line UPS s sebou ale přinášejí také několik nevýhod jako nižší životnost akumulátorů (oproti off-line a line-interactive), větší hlučnost (největší hluk dělá větrání a usměrňovač) a také větší „výhřevnost.“ Při dobíjení se totiž stále část elektrické energie přeměňuje na teplo. Na druhou stranu ale on-line UPS nabízejí v některých případech poměrně vysokou účinnost (podíl výkonu a příkonu), která u některých modelů činí až 99%. Účinnost line-interactive UPS se oproti tomu pohybuje maximálně okolo 70%.

On-line UPS jsou vhodné především pro náročné aplikace jako je napájení citlivé měřící či telekomunikační techniky apod. Běžnému uživateli pravděpodobně vyhovovat nebudou, a to hlavně díky své vyšší pořizovací ceně a také ceně za provoz, která se díky častější obměně akumulátorů může časem vyšplhat na poměrně vysokou částku.

Jakou UPS si vybrat?

Pokud uvažujete o nákupu UPS, pak byste určitě měli zvážit, co od ní budete potřebovat a kolik do jejího nákupu chcete investovat. V praxi ale platí pravidlo, že pokud již chcete investovat do UPS, tak se nevyplatí příliš šetřit. Nejdražší jsou v podstatě stejně jen akumulátory a ona elektronika tvoří v ceně celé UPS spíše druhořadou položku. Zjednodušeně lze říci, že pokud chcete pro svůj počítač či jinou elektroniku pouze „baterku,“ pak vám bude stačit off-line UPS. Jestliže ale chcete svoji elektroniku také trochu ochránit před rozmary elektrorozvodné sítě, o kterých byla řeč v minulém díle našeho seriálu, pak byste se měli poohlédnout spíše po line-interactive či on-line UPS. Potom už je jen na vás na kolik potřebujete mít jistotu, že zátěž, kterou máte připojenu k UPS, bude napájena stále téměř stejným napětím oproštěným od jakýchkoliv šumů nebo bude napájena napětím o poněkud větším rozsahu a s případnými mírnými odchylkami od sinusoidy. U UPS téměř vždy platí nepsané pravidlo, že čím dražší model, tím lepší elektronika a následně také ochrana připojené zátěže. Cenu ale samozřejmě ovlivňuje také potřebný zdánlivý výkon UPS (udává se ve VA) a kapacita (výdrž) akumulátorů.


Legenda ke schématům:

F = filtr
U = usměrňovač
S = střídač
ACCU = akumulátor
Boost = obvod pro zvýšení výstupního napětí
Buck = obvod pro snížení výstupního napětí

Diskuze (16) Další článek: AMD, Infineon a UMC oznámily spolupráci

Témata článku: Software, Proud, Nepsané pravidlo, Reakční doba, Telefonní síť, Jak, Záložní zdroje UPS, Přepěťové ochrany, Střídavý proud, Elektronika, Rázová vlna, Přesný tvar, Domácí péče, Záložní zdroje, Dodatečné zařízení, Stejnosměrný proud, Boost, Vstupní proud, Trim, UPS, Nabíjecí obvod, Přímý vstup, Záložní zdroj, Pomalý provoz, Pace


Určitě si přečtěte

AMD Ryzen 5000 s architekturou Zen 3: počet jader zůstává, výkon rekordně roste

AMD Ryzen 5000 s architekturou Zen 3: počet jader zůstává, výkon rekordně roste

** AMD představilo novou generaci desktopových procesorů řady Ryzen 5000 ** Nová architektura Zen 3 přináší mnoho vylepšení a přibližně 19% zvýšení výkonu IPC ** Všechny modely budou v prodeji 5. listopadu

Karel Javůrek | 43

10 věcí, které nás štvou na Windows 10 a bohužel asi jen tak nepřestanou

10 věcí, které nás štvou na Windows 10 a bohužel asi jen tak nepřestanou

** Windows 10 je na trhu 5 let, ale pořád má velké rezervy ** Ani desátá velká aktualizace, která vyjde na podzim, je nevyřeší ** Štvou nás Windows Update, Store, Nastavení atd.

Lukáš Václavík | 147

Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co šíleného se objevilo na Street View

Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co šíleného se objevilo na Street View

Google stále fotí celý svět do své služby Street View. A novodobou zábavou je hledat v mapách Googlu vtipné záběry. Podívejte se na výběr nejlepších!

redakce | 4

Internet poslední naděje. Kdo má nejlepší tarif „LTE na doma“?

Internet poslední naděje. Kdo má nejlepší tarif „LTE na doma“?

** Srovnali jsme fixní LTE připojení od tuzemských operátorů ** Liší se rychlostmi, cenou i podmínkami ** Na co všechno dát pozor?

Lukáš Václavík | 35


Aktuální číslo časopisu Computer

Megatest televizí do 25 000 Kč

Nejlepší herní klávesnice

Srovnání správců hesel

Jak upravit fotky pro tisk