Diferència clau: UPS en línia i fora de línia
UPS o font d'alimentació ininterrompuda és un dispositiu que subministra energia a càrregues crítiques que haurien de funcionar contínuament sense interrupcions, fins i tot durant un tall d'alimentació. Els SAI tenen dos tipus: els de tipus rotatiu/mecànic, que inclou motors i generadors com a font d'alimentació, i els SAI estàtics, que proporcionen energia de reserva mitjançant un banc de bateries i funcionen amb dispositius electrònics d'alimentació. Els SAI en línia i fora de línia es classifiquen en SAI estàtics en funció de la seva funcionalitat. La diferència clau entre els SAI en línia i els fora de línia és que els SAI fora de línia encenen la càrrega directament des de la xarxa elèctrica quan l'alimentació principal està disponible, mentre que els SAI en línia proporcionen energia a la càrrega mitjançant una combinació de rectificador-inversor sense connectar la càrrega directament a la xarxa.
Què és un SAI fora de línia?
El terme fora de línia significa que el banc de bateries no està connectat (fora de línia) amb la càrrega en funcionament normal quan l'alimentació de la xarxa està disponible. En aquesta situació, l'alimentació de la xarxa es connecta directament a la sortida de la càrrega mitjançant un interruptor de transferència estàtica que normalment està ON. Quan l'alimentació de la xarxa està disponible, el banc de bateries de seguretat es carrega amb corrent continu mitjançant una unitat carregadora que consta d'un circuit rectificador.
En un tall de corrent o en una sobretensió o baixa tensió important, l'interruptor estàtic desconnecta el subministrament principal de la càrrega i connecta la bateria a la càrrega en un temps de durada insignificant. Aquest temps de transferència de xarxa a bateria sol ser de 10 a 25 ms i depèn dels semiconductors o dels circuits electrònics de potència que detecten la pèrdua d'alimentació de la xarxa i realitza la commutació.
Com que l'alimentació de la xarxa està directament connectada a la càrrega en funcionament normal, qualsevol distorsió, com ara pics, caigudes i soroll a la xarxa, òbviament apareix a la sortida del SAI. Tanmateix, hi ha sistemes SAI que fan algun tipus de condicionament de potència a la sortida. Els SAI interactius de línia són un tipus especial de SAI fora de línia que tracta les petites sobretensions o baixes tensions que es produeixen a la xarxa elèctrica. Utilitzen un autotransformador de múltiples tocs o un transformador d'impuls per convertir la tensió de la xarxa d'entrada a la tensió de sortida correcta.
Figura 01: Line Interactive UPS
Com que hi ha un temps de commutació inevitable als SAI fora de línia, hi ha un apagament evident de l'alimentació a les càrregues connectades. Per tant, aquest tipus de SAI s'utilitza amb càrregues com ordinadors de sobretaula, impressores, circuits d'il·luminació d'emergència, etc.que són capaços de fer front a un apagament tan petit. Els SAI fora de línia són els més barats entre tots els SAI, ja que tenen el disseny més senzill.
Què és un UPS en línia?
Els SAI en línia s'utilitzen per proporcionar energia ininterrompuda. A diferència dels SAI fora de línia, els SAI en línia no connecten l'alimentació de la xarxa a la sortida. En canvi, subministra CA a la càrrega a través de la combinació rectificador-inversor, carregant simultàniament la bateria. Quan hi ha una interrupció, el rectificador deixa de funcionar i el banc de bateries que ja està connectat a l'inversor proporciona energia a la càrrega. Com a resultat, no hi hauria temps de transferència als SAI en línia. Aquests també s'anomenen SAI de doble conversió, ja que el rectificador converteix la CA d'entrada en CC i, a continuació, l'inversor torna a CA.
Figura 02: diagrama simplificat d'un SAI en línia
A diferència dels SAI fora de línia, l'interruptor de transferència estàtica dels SAI en línia normalment està APAGAT. Només s'utilitza quan hi ha una condició de sobrecàrrega o quan un motor connectat consumeix un corrent d'entrada elevada. En aquesta situació, el circuit electrònic de potència associat a l'interruptor estàtic detecta l'elevat corrent i transfereix l'alimentació de l'inversor a la xarxa elèctrica. D'aquesta manera s'evita un possible dany al maquinari intern del SAI pels corrents elevats.
En els SAI en línia, el rectificador ha de subministrar energia a la càrrega i al banc de bateries per carregar-lo. Per tant, el rectificador hauria de suportar una càrrega més alta i els SAI en línia solen venir amb grans dissipadors de calor. A més, els SAI en línia són molt més cars en comparació amb els SAI fora de línia. S'utilitzen amb aplicacions comercials i llocs on les fonts d'alimentació ininterrompuda són crucials, com ara centres de dades i unitats de cures intensives hospitalàries. Tot i que es van utilitzar per a aplicacions que utilitzaven més de 10 kW, amb l'avenç espectacular de la tecnologia i la reducció de costos, els SAI en línia ara estan disponibles per a dispositius fins i tot de menys de 500 W. Tot i que hi ha una despesa addicional, els SAI en línia aïllen la càrrega de la xarxa elèctrica. Per tant, qualsevol distorsió de tensió a la xarxa elèctrica no es propaga a la sortida i la tensió d'alimentació a la càrrega sempre estarà neta.
Quina diferència hi ha entre UPS en línia i fora de línia?
En línia vs UPS fora de línia |
|
| El SAI en línia no connecta l'alimentació de la xarxa a la càrrega en funcionament normal o interrupcions. El banc de bateries està sempre encès, en línia amb la càrrega. | El banc de bateries dels SAI fora de línia no està en línia amb la càrrega en una situació normal. La xarxa està connectada directament a la càrrega. |
| Transferència de situacions normals a còpies de seguretat | |
| Com que la bateria sempre està connectada a la càrrega, els SAI en línia no tenen temps de transferència. L'interruptor de transferència connecta l'inversor a la càrrega en condicions normals. | Hi ha un mil·lisegon de retard a la transferència a causa de la detecció de la línia elèctrica i la commutació pel circuit electrònic de potència. |
| Cost | |
| El cost del SAI en línia és més elevat, ja que el rectificador està dissenyat per gestionar una gran potència per a la càrrega i el subministrament de càrrega simultània. | Els SAI fora de línia són comparativament menys costosos a causa del disseny més senzill. |
| Aplicacions | |
| Càrregues sensibles i molt crítiques, com ara instruments mèdics, els centres de dades funcionen amb SAI en línia. A causa de l'aïllament de la xarxa elèctrica a la càrrega, no hi haurà cap distorsió a la sortida. | Els SAI fora de línia no proporcionen aïllament. Per tant, hi haurà distorsions de tensió d'entrada reflectides a la sortida en funcionament normal del SAI fora de línia. |
Resum: UPS en línia i fora de línia
Els SAI estan pensats per proporcionar energia als dispositius sense interrupcions en cas d'interrupció de l'alimentació o caigudes greus de tensió a la xarxa elèctrica. Els SAI es classifiquen en SAI en línia i fora de línia, que són SAI estàtics que funcionen amb dispositius electrònics d'alimentació de semiconductors. Els SAI en línia són capaços de proporcionar energia ininterrompuda sense cap retard de transferència, ja que la seva bateria sempre està connectada a l'inversor a través del qual s'alimenta la càrrega fins i tot en funcionament normal. En canvi, els SAI fora de línia connecten directament el subministrament de xarxa a la càrrega en funcionament normal i carreguen la bateria a través del rectificador. En cas d'apagada, l'interruptor de transferència connecta l'inversor a la càrrega per subministrar energia de CA a partir de la potència de CC convertida a la bateria. Aquesta és la diferència principal entre UPS en línia i fora de línia. A diferència dels SAI fora de línia, els SAI en línia proporcionen aïllament entre l'alimentació de la xarxa i la càrrega. Per tant, cap distorsió de tensió no es passa a la tensió de sortida mitjançant el SAI en línia. Tanmateix, a costa de la distorsió de tensió, el cost dels SAI fora de línia és molt més baix que els SAI en línia.
Baixeu la versió PDF d'UPS en línia i fora de línia
Podeu baixar la versió PDF d'aquest article i utilitzar-la per a finalitats fora de línia segons les notes de citació. Si us plau, descarregueu la versió PDF aquí Diferència entre UPS en línia i fora de línia.
