Manapság a szünetmentes áramforrások alkalmazása már egyáltalán nem köthető speciális alkalmazási területekhez. Szó sincs már arról, hogy csak a nehézipar vagy csak az egészségügy használna ilyen védelmi berendezéseket; egyre inkább elmondható, hogy jóformán nincs olyan épület típus, amelynek bizonyos áramkörei ne rendelkeznének szünetmentes áramellátással. Természetesen a különböző iparágak, illetve villamossági berendezések eltérő szünetmentesítést igényelnek, ezért célszerű tisztában lenni a különböző típusok előnyeivel és hátrányaival.

Szünetmentes tápegység:

Az angol kifejezés tükörfordítása miatt (UPS: Uninterruptible Power Supply) gyakran szünetmentes tápegységnek nevezett készüléknek jóformán semmi köze nincs a hagyományos értelembe vett tápegységekhez (PSU: Power Supply Unit). Az UPS fő célja, hogy bizonyos teljesítményig tartalék áramellátást biztosítson a rá kötött fogyasztók számára, azaz nagyon leegyszerűsítve valamilyen elektronikából és akkumulátorból épül fel. Ezzel ellentétben egy hagyományos tápegység egyáltalán nem rendelkezik akkumulátorral, hiszen fő funkciója, hogy a rákötött eszközöknek megfelelő feszültségszintet állítson elő a szekunder oldalon. Ugyanígy elmondható, hogy sem a tápegységek alcsoportjába nem tartozik bele semmilyen UPS, és sem a szünetmentesek különböző kategóriájába nincs semmilyen tápegység. Ezeknek megfelelően mára jóformán minden UPS gyártó próbálja kerülni a korábban széles körben elterjedt „szünetmentes tápegység” kifejezést, és használnak ennél sokkal előnyösebb megnevezéseket, amik kevésbé mossák össze ezt a két termékkört.

UPS technológiák általánosságban

Technológiáját tekintve három fő csoport létezik: offline, vonali interaktív és online kettős konverziós. Régebben létezett egy negyedik változat, amit delta konverziósnak neveztek, de mára ilyen készülékek gyártása jóformán teljesen megszűnt.

Ha nem kötjük magunkat a szabvány által meghatározott fő kategóriákhoz, akkor a szünetmenteseket kimeneti jelalakjaik alapján is lehet csoportosítani. Léteznek tisztán szinuszos és valamilyen szinuszoshoz hasonló, de négyszögjeles változatok. Ez utóbbit a különböző gyártók sokféleképpen nevezhetik, de valójában mind ugyanaz: kvázi szinuszos, részlegesen szinuszos, négyszögjeles, stb… Az online készülékek minden esetben szinuszos kimenettel rendelkeznek, míg az offline változatok soha nem szinuszosok. A vonali interaktív topológiánál nincs egyértelmű válasz ilyen téren, hiszen létezhet szinuszos és nem szinuszos változat is. A szünetmentes kimeneti jelalak formája igazán fontos lehet, hiszen bizonyos típusú eszközök számára elegendő a részlegesen szinuszos megtáplálás, viszont sok olyan készülék is előfordul, amely működése szempontjából csak a tiszta jelalak lehetséges.

Offline és vonali interaktív:

Az offline és a vonali interaktív architektúra nagyon hasonlít egymáshoz. Leegyszerűsítve talán egy öntartásban lévő reléhez lehetne hasonlítani az ilyen technológiai készülékeket. A szükséges bejövő feszültség / frekvencia megléte esetén a kimentet a bemenet táplálja meg. Sok szempontból azt mondhatjuk, hogy lényegében ekkor a bemenet és a kimenet azonos (online kettős konverziós készülékeknél ez teljesen másként működik). Természetesen az ilyen, offline és a vonali interaktív készülékek esetén egyaránt, vezérelt kimenetről beszélhetünk, vagyis a szünetmentes folyamatosan vizsgálja a bemenetet, és amennyiben annak bizonyos paraméterei kívül esnek az UPS bemeneti tolerancia értékein, akkor a készülékben lévő kapcsoló átvált akkumulátoros üzemre. Ezt követően a kimenet már „független” a bemenettől, hiszen azt már az UPS állítja elő a benne lévő elektronika és akkumulátor segítségével.

Architektúra szempontjából az offline és a vonali interaktív készülékek egyetlen fő komponensben térnek el egymástól, ami nem más, mint egy bemeneti oldalon lévő feszültség stabilizátor (AVR). A vonali interaktív készülékek esetén így a kimeneti feszültség jóval kevésbé függ a bemeneti feszültségtől, hiszen az AVR bizonyos határokon belüli feszültség eltéréseket kikorrigál.

A szabvány erre egyértelműen rámutat, hiszen az UPS-eket három fő csoportba sorolja be azok felépítése szempontjából:

  • VFD (Voltage and Frequency Dependent): olyan szünetmentes áramforrások, amelyek kimeneti feszültsége és frekvenciája egyaránt függ a bemeneti feszültségtől és frekvenciától; azaz, ha ilyen besorolást látunk egy készülék adatlapján, akkor az egy offline eszköz
  • VI (Voltage Independent): minden vonal interaktív készülék ebben a csoportban van. A beépített feszültség szabályzó miatt a kimeneti feszültség nem függ a bemeneti feszültségtől. A szabvány ezt a kategóriát nevezhetné természetesen VIFD-nek (Voltage Independent, Frequency Depended) mivel az ilyen készülékek kimeneti frekvenciájára egyáltalán nincs hatása a készüléknek tehár megegyezik a hálózat felől érkező frekvenciával. Ettől függetlenül a szabvány és a szakma egyaránt VI jelölést használ.
  • VFI (Voltage and Frequency Independent): az előbbi kettő magyarázatát követően talán egyértelmű, hogy az ilyen UPS-ek 100%-ig kontrollálják a kimeneti frekvenciát és feszültséget. Ezek az online kettős konverziós eszközök.

A három különböző besorolással azért érdemes tisztában lenni, mert a gyártók gyakran különböző megnevezést adnak a készülékeik technológiájára, de az adatlapokban ezek a kódok feltüntetésre kerülnek. Így a végfelhasználó egyszerűbben tudja összehasonlítani az „almát az almával”.

Online kettős konverziós:

Felépítésük szempontjából az online készülékek teljesen eltérnek az előbbi két változattól. A kimenetre kötött fogyasztók folyamatosan az akkumulátor és inverter által előállított feszültséget és frekvenciát használják. Természetesen ez nem jelent galvanikus leválasztást a villamos hálózatról. Az online kettős konverziós készülékek mindegyike rendelkezik továbbá egy kerülő-áramkörrel, sőt legtöbb készülék képes magasabb hatékonyságú működési üzemmódra kapcsolni, ami lényegében vonali interaktív szerű működési üzemmódot jelent (automata kerülőág üzemmód).

Előnyök és hátrányok:

A tapasztalat alapján a részlegesen szinuszos szünetmentes felépítések között (off-line – vonali interaktív) jelentős különbség nem mutatható ki. Az AVR-rel szerelt készülékek 5 féle jelalak torzulás ellen, az off-lineok 3 féle jelalak változás ellen nyújtanak részleges védelmet. A feszültség szabályzós eszközök fő komponenseinek (akkumulátor és elektronika) várható élettartama ugyanakkor megnövekedhet, mert a készülék normál működéséhez szükséges bemeneti tolerancia magasabb, így feltételezhetően kevesebbet működik akkumulátoros üzemmódban a készülék.

Nagy előnye a vonali interaktív és offline készülékeknek az online-nal szemben, hogy olcsóbbak, működési hatékonyságuk általában magasabb, illetve bizonyos teljesítményig képesek beépített ventilátorok nélkül működni, ami halkabb működést eredményez. Ugyancsak előnyük, hogy nagyon kis teljesítményben (600, 800 VA) csak ilyen készülékek vannak a piacon.

Vonali interaktív eszközök maximális teljesítménye 3kVA. Bemenetük és kimenetük szempontjából egyaránt plug & play kialakítású. A nagyobb készülékek képesek WEB/SNMP kártyák fogadására, ami kiemelt távfelügyeletet tesz lehetővé. A részleges szinuszos változat szabványos megnevezése VI, míg a tisztán szinuszos készülékek VI-SS besorolásúak.

Az online kettős konverziós készülékek legnagyobb előnye, hogy a szabványban meghatározott mind a 9 féle jeltorzulás ellen képes folyamatos védelmet biztosítani. A kimenet folyamatosan szabályozott és tisztán szinuszos, vagyis jóformán bármilyen fogyasztó ráköthető. Nagy előnyük továbbá, hogy feszültség kimaradás esetén nincs átkapcsolási idő, ami nem igaz sem a vonali interaktív, sem az offline készülékekre. Kimeneti teljesítmény tényezőjük elérheti a maximális értéket. Maximális teljesítmény korlát jóformán nincs, hiszen akár 21 megawatt is védhető online kettős konverziós szünetmentesekkel. Kiegészítők szempontjából szintén az online biztosítja a legmagasabb kínálatot. Hátrányuk a vonali interaktív szinuszos készülékekhez képest, hogy drágábbak, néha nagyobbak, egyes esetekben hangosabbak és magasabb a villamos veszteségük.

Felhasználás

Részlegesen szinuszos vonali interaktív és offline szünetmentesek legszéleskörűbb felhasználása a háztartások és az informatika. Kis számítógépek, TV-k, NAS-ok, lapka-gépek, stb.. védelmére ideálisak lehetnek.

Tisztán szinuszos vonali interaktív készülékekkel kisebb motoros fogyasztókat szünetmentesítenek (pl: keringető szivattyú) továbbá a 19” kialakítású változatokat sokszor alkalmazzák hálózati rack szekrények védelmére kisebb szerverek, switch-ek előtt.

Online eszközökkel védenek minden berendezést, amelynél maximalizálni akarják a védelmi szintet, pl.: kritikus szerverek. Gyakran használják HI-Fi berendezéseknél, mivel a villamos hálózaton semmilyen zavar nem érkezik, így a hangszórókból érkező hang maximálisan „tiszta” marad. Szintén ezt a technológiát érdemes választani olyan jellegű fogyasztóknál, amelyek érzékenyek a rövid feszültségkimaradásokra, pl orvosi műszerek, POS terminálok esetében. Háromfázisú kialakításban kizárólag online kettős konverziós szünetmentesek léteznek, így egy bizonyos teljesítményt követően a kiválasztás során már nem ilyen jellegű technológiai kérdések megválaszolása szükséges.

Végszó

Szünetmentes áramforrások kiválasztása meglehetősen összetett feladat. Nem elegendő csupán a fent említett három technológia ismerete, de sok egyéb paramétert is számba kell venni a megfelelő konstrukció kiválasztásához.

Szerencsére Magyarországon több gyártó van jelen hazai képviselettel. A legtöbb neves márka rendelkezik továbbá magyar nyelvű katalógusokkal, adatlapokkal, kiválasztási segédletekkel, amelyek nagy segítséget nyújthatnak a termék kiválasztásakor. Komplexebb rendszer esetén azonban célszerű közvetlen kapcsolatba lépni a gyártók hazai szakembereivel, akik kellő tapasztalattal és tudással rendelkeznek a témában.