Σπουδή Επί των UPS και χρήσης με Α/V συσκευές

Με το συγκεκριμένο post, θα προσπαθήσω να αναλύσω και να ρίξω φώς σε ένα θέμα που απασχολεί αρκετούς απο εμάς.
Είναι γεγονός, πως όλοι μας θέλουμε να βρούμε τρόπους να προστατέψουμε τις πολύτιμες συσκευές μας απο το όχι και τόσο σταθερό δίκτυο που μας παρέχει η ΔΕΗ. Ο πιο απλός τρόπος για να γίνει αυτό είναι η χρήση ενός UPS (Uninterrutible Power Supply) που θα μας δώσει τα ρεύματα που χρειαζόμαστε όταν τα χρειαζόμαστε. Σωστα; Οχι ακριβώς...Για να δουμε λοιπόν τους μύθους και τις αλήθειες για τα UPS.
Όλα τα τροφοδοτικά των συσκευών σχεδιάζονται ώστε να λειτουργούν βάση ορισμένων χαρακτηριστικών που προσδιορίζουν την τάση εισόδου τους. Ως γνωστόν η τάση αυτή είναι εναλλασόμενη-ημιτονοειδής(sin-wave) και τα χαρακτηριστικά της είναι το πλάτος (μέγιστες τιμές) και η συχνότητα (αριθμός ενναλλαγών στη μονάδα του χρόνου). Οποιαδήποτε μεταβολή αυτών των χαρακτηριστικών, η οποία είναι έξω από τα όρια που προυποθέτει η σχεδίαση του τροφοδοτικού θα έχει ως συνέπεια την δυσλειτουργία του και ίσως την καταστροφή του. Έτσι λοιπόν, βάζοντας ένα UPS ανάμεσα στο δίκτυο και την συσκευή μας, εξασφαλίζουμε( ότι όλα τα χαρακτηριστικά που φτάνουν στο τροφοδοτικό της συσκευής μας να βρίσκονται εντός αποδεκτών ορίων.
Επειδή όμως σε αυτή τη ζωή, ότι πλερώνεις, παίρνεις ,υπάρχουν 3 βασικά είδη UPS, που τα αναλύω εν ολίγοις:
1. Stand-by
Tα UPS αυτού του τύπου τροφοδοτούν το τροφοδοτικό της συσκευής ΑΜΕΣΑ από το δίκτυο. Γίνεται συνεχώς έλεγχος της τάσης δικτύου ΑΛΛΑ ΟΧΙ ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΗΣ. Ο έλεγχος υπάρχει ώστε να αποσυνδέεται το τροφοδοτικό από το δίκτυο όταν η τάση από αυτο διακόπτεται και να συνδέεται στην μπαταρία.
ΕΠΟΜΕΝΩΣ: Τα UPS αυτού του τύπου είναι σχεδιασμένα ώστε να παρέχουν ρεύμα σε περιπτώσεις διακοπής αυτού και όχι σε αυξομειώσεις της τάσης του.
2. Line-Interactive
Τα UPS τύπου Line Interactive, παρέχουν ρεύμα στην συσκευή απευθείας από την πρίζα φιλτράροντας το ρεύμα που περνάει προς την συσκευή (λειτουργία AVR Automatic Voltage Regulator) ενώ ταυτόχρονα φορτίζουν την μπαταρία τους. Στην περίπτωση της διακοπής του ρεύματος, σταματάει η τροφοδοσία της συσκευής από την πρίζα και ενεργοποιείται στιγμιαία η μπαταρία η οποία διατηρεί την παροχή ρεύματος στην συσκευή έως ότου αποφορτιστεί πλήρως ή τερματίσετε εσείς την λειτουργία της συσκευής.

Τα UPS αυτού του τύπου είναι σχεδιασμένα ώστε να παρέχουν ρεύμα σε περιπτώσεις διακοπής αυτού , αλλά και να προστατεύουν σε περιπτώσεις αυξομείωσης του.

3.On-line
Τα UPS τύπου On-Line, παρέχουν ρεύμα στην συσκευή απευθείας μέσω του κυκλώματος τους. Το ρεύμα δεν πάει στην συσκευή από την πρίζα αλλά φιλτράρεται από το UPS το οποίο ταυτόχρονα δίνει πάντα στην συσκευή την ίδια ποιότητα καθαρής ενέργειας χωρίς αυξομειώσεις και παράσιτα.

Τα UPS αυτά προσφέρουν την υψηλότερη προστασία σε οποιεσδήποτε περιπτώσεις διακοπής, θορύβου ή αυξομείωσης της τάσης του ρεύματος.

ΠΡΟΣΟΧΗ 1.
Μια βασική διάκριση μεταξύ των UPS πραγματοποιείται σύμφωνα με τη μέγιστη ισχύ που μπορούν να αποδώσουν στο φορτίο. Η ισχύς όπως αυτή προσμετράται και αναγράφεται στην κάθε συσκευή είναι σε VA. Ακριβώς σε αυτό το σημείο κρύβεται μια παγίδα. Τα βολταμπέρ (VA) αποτελούν μονάδα μέτρησης Tns φαινόμενης ισχύος και όχι τns πραγματικής! As ξεκαθαρίσουμε όμως λίγο το τοπίο. Η πραγματική ισχύς είναι εκείνη που καταναλώνεται σε ένα καθαρά ωμικό φορτίο και μετράται σε Watt.Ένα φανταστικό φορτίο 1 καταναλώνει τη λεγόμενη φανταστική ισχύ, με μονάδα μέτρησης τα VAR. Από το διανυσματικό άθροισμα των δύο προκύπτει η φαινόμενη. όπως είναι φανερό, η σχέση που συνδέει το είδος τns ισχύος συτής με την πραγματική εξαρτάται από τη συμπεριφορά του φορτίου που θα θεωρήσουμε. Με απλά λόγια, η φαινόμενη ισχύς είναι μέγεθος εξαρτημένο από την πραγματική, αλλά διαφορετικό. Πολλές φορές, λοιπόν, μπορεί να λειτουργήσει παραπλανητικά! Εξάλλου, όλα τα φορτία που ενδέχεται να συνδέσουμε σε ένα UPS τα «μετράμε» σε Watt, δηλαδή με βάση την πραγματική τους ισχύ.
Πρακτικά, για να μετατρέψουμε τα VA σε W πολλαπλασιάζουμε με 0.6

ΠΡΟΣΟΧΗ 2.
Μια πολύ σημαντική παράμετρος στο θέμα εκλογής UPS είναι και ο λεγόμενος "χρονος μεταγωγης". Είναι τι χρονικό διάστημα που μεσολαβεί για να περάσει το UPS από την τάση δικτύου, στην δική του. Είναι προφανές ότι ο χρόνος αυτός είναι κρίσιμος για την σταθερότητα της λειτουργίας της συσκευής. Επιπλέον είναι μια ένδειξη της ποότητας των ηλεκτονικών και της σχεδίασης του κυκλώματος του UPS.

ΠΡΟΣΟΧΗ 3 Που ενδιαφέρει ιδιαίτερα!!!

Η κυματομορφή εξόδου στα περισσότερα UPS είναι μεν εναλλασόμενη ΑΛΛΑ ΤΕΤΡΑΓΩΝΙΚΗΣ ΜΟΡΦΗΣ (θα την βρείτε step wave ή Modified sinewave ή stepped aproximately to sinwaveΑυτό ΔΕΝ αποτελεί πρόβλημα για τα τροφοδοτικά των υπολογιστών λόγω της τεχνολογίας κατασκευής στους. ΟΜΩΣ σε μια συσκευή που χρησιμοποιεί ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΗ στην τροφοδοσίας της θα δημιουργούσε προβλήματα δυσλειτουργίας και κατ επέκταση υπερθέρμανσης. Ο λόγος φυσικά είναι ότι οι μετασχηματιστές περιέχουν σωληνοειδή (πηνία) για να μετασχηματίσουν την τάση και αν ταιστουν με τετραγωνικούς εναλλασόμεννους παλμούς, η ζωή τους γίνεται δύσκολη.
ΕΥΤΥΧΩΣ , όμως υπάρχουν και UPS που δίνουν καθαρό ημίτονο στην τάση εξόδου τους. Είναι πιο ακριβά από τα τετραγωνικού παλμού αλλά τα πλέον κατάλληλα για να συνδέσουμε τις ευαίσθητες συσκευές μας (βλέπε προβολικα)
Έκανα μια έρευνα για τα UPS που δίνουν ημίτονο και ΥΠΑΡΧΟΥΝ στην Ελληνική αγορά. Έχουμε λοιπόν:
1. Powerware 5115 750i (περίπου 230)
2. Powerware 5115 550i (180)
3.ΑPC smartUPS750/1000 (270/320)
4.TripliteOmniVsin 1000 (300)

Επίσης ΟΛΑ τα on line δίνουν φυσικά ημίτονο.
Στην εικόνα1 φαίνεται η στιγμή που κόβεται το ρεύμα και ένεργοποιήται η step wave κυματομορφή ενός line interactive UPS.

Σημείωση. Πηγές : RAM τεύχος Δεκ 2004, ιντερνετ
Σημείωση2. Ας τοποθετήσει ο mod το thread όπου νομίζει ότι ταιριάζει καλύτερα αν όχι έδω.

Είναι σαφές οτι η καλύτερη προστασία των προβολέων εξασφαλίζεται με UPS που βγάζουν ΗΜΙΤΟΝΟΕΙΔΗ τάση στην έξόδό τους. Εϊναι λίγο πιο ακριβά απο τα stepwave αλλά τι είναι 300 ευρώ μπροστά στην υγεία του αγαπημένου μας προβολικού;;;;

Σας δίνω και την τάση εξόδου από ένα καθαρό sin wave UPS. Εκεί που είναι ο κυκλος κόπηκε το ρέυμα. Το πλατος δεν μειώθηκε, απλά σε εκείνο το σημειο άλλαξε η κλίμακα του παλμογράφου. Είναι σαφές οτι είναι καλύτερο να ταιζονται οι συσκευές με το ρευμα που έχουν σχεδιαστει να ταιζονται.

Παναγιώτη θα σου βαλω κακό βαθμο!
Δεν διάβασες καλά!
Τα line-interactive τροφοδοτουν απο την στιγμή ΠΟΥ ΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΠΑΨΕΙ ΝΑ ΔΙΝΕΙ ΡΕΥΜΑ! Αρα οσο έχεις το UPS πάνω στον προβολέα και η ΔΕΗ ... δεν κάνει κόλπα τότε ο προβολέας σου παίρνει κανονικά την ημιτονοειδή τάση της ΔΕΗ (οπως φάινεται και στο διάγραμμα). Σου έχει τύχει να πέσει το ρευμα και να άφήσεις τον προβολέα αρκετή ώρα πάνω στο UPS να δουμε τι θα γίνει? Μάλλον οχι αφου φανταζομαι οτι ακομα και να σου ετυχε να έπεσε το ρευμα έκλεισες ΑΜΕΣΩΣ το προβολικό σου.
Οσο για τα Online δεν υπαρχει κανένα πρόβλημα αφου βγαζουν παντα ημίτονο.
Και αν αναρωτηθεί κανείς γιατί να μην βγάζουν όλα ημίτονο να ησυχάσουμε η απάντηση βρίσκεται στο κόστος σχεδιασμου και υλοποίησης των κυκλωμάτων. Είναι πολύ έυκολο σχεδιαστικά να μετατρέψεις την DC τάση της μπαταρίας σε Τάση-μηδέν-ανάστροφη τασή-μηδέν-ταση κ.ο.κ από το να κάνεις την DC ημίτονο που απαιτεί πολύ πιο πολύπλοκο σχεδιασμό που ... τον πληρώνεις παραπάνω.

Αυτό που αναφέρεις είναι ο λεγόμενος "χρόνος μεταγωγής".
Για την λύση της απορίας σoυ κοίτα στον παρακάτω πίνακα:

http://www.in.gr/ram/xls/UPS_Dec_Internet.xls

Όπως θα δεις , πρωταθλητής σε αυτόν τον τομέα είναι το Powerware 5150 750i, που είναι και ημίτονο με χρόνο μεταγωγής τα 6.6 msec.

Υπάρχει και για αυτό απάντηση. Θόρυβο δεν κάνουν ΜΟΝΟ τα sin UPS. Δηλαδή, θέλω να πω δεν έχει να κάνει με το αν είναι sinwave. O Θόρυβος προέρχεται ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΑ από ανεμιστηράκι που άλλα UPS έχουν και άλλα οχι. Η σύγχυση που είχαμε και οι 2 μας για άυτό το θέμα προέρχεται από το γεγονός ότι ανεμιστηράκι έχουν ΚΥΡΙΩΣ τα UPS που σηκώνουν μεγάλα φορτία (>750 VA). Δεν υπάρχουν Sinwave UPS για μικρά φορτία άρα έχουν ανεμιστήρα ΟΧΙ γιατί είναι sinwave αλλά απλώς γιατί έτσι έκρινε ο κατασκευαστής οτι ψύχεται καλυτερα. Δεν είναι "προνόμιο" μόνο των sinwave δηλαδή ο ανεμιστήρας...

Μόνο αν τα ακουσουμε αλλα λίγο δύσκολο...Που να βρεις στημενα UPS???