Por que apenas a topologia UPS on-line oferece proteção de carga de missão crítica? Os sistemas UPS estáticos modernos são amplamente classificados em três arquiteturas de design: on-line, off-line e interativo em linha. Esta postagem descreve e compara os três tipos e explica por que – para cargas verdadeiramente críticas – a topologia de ups on-line é a única abordagem aceitável.

Os executivos das instalações enfrentam hoje crescentes demandas por um fornecimento limpo e estável de energia elétrica. Isso é especialmente verdadeiro em instalações de missão crítica, como data centers. Mas os sistemas elétricos dos edifícios estão tudo menos isentos de perturbações. Picos de tensão, quedas de energia, ruído elétrico, distorção da onda senoidal e apagões são ocorrências comuns devido a uma ampla gama de falhas dentro e fora da instalação. Assumindo que o design da UPS utiliza baterias – que continuam a ser a forma mais popular de armazenamento de energia para aplicações de reserva – então tem sempre três elementos-chave para as suportar, independentemente da topologia: um carregador ou retificador/carregador, um inversor, e um interruptor estático. No entanto, a forma como estes blocos de construção são implementados depende da topologia do UPS.

Topologia UPS off-line

Em um sistema off-line, a carga crítica é alimentada diretamente pela entrada da rede elétrica CA bruta durante a operação normal. A fonte de entrada ignora os elementos de conversão de energia do UPS para conectar a carga diretamente ao comutador estático. Isso só transfere a carga para a saída do inversor se a alimentação da rede falhar, transgredir os limites predefinidos de tensão ou frequência ou apresentar alguma outra anomalia.

Esta topologia pode agradar a alguns usuários porque oferece economia de custos. Como os estágios de conversão do UPS são ignorados durante a operação normal, o UPS opera de forma mais eficiente, com menores perdas e menor necessidade de resfriamento. Os custos de capital também são reduzidos porque um UPS off-line pode usar componentes de classificação inferior e não precisa de um retificador de energia.
Mas contrariamente a isso está a consideração de que durante a operação normal a carga estará sujeita a uma forma de onda que não é rigorosamente regulada e exposta a perturbações provenientes da rede elétrica. Embora tais sistemas geralmente tenham um certo grau de supressão de picos e filtragem de RF (radiofrequência), permanece um nível de exposição. Além disso, há uma interrupção inevitável na alimentação da carga, normalmente de dois a 10 ms, enquanto a chave estática transfere a carga entre a saída do inversor e a alimentação da rede elétrica.

Topologia UPS Line Interactive

Os sistemas interativos em linha são variantes off-line que tentam oferecer um nível mais alto de desempenho do que os tipos convencionais, adicionando recursos de regulação de tensão na linha de bypass. Os dois projetos de linha interativa mais populares empregam um transformador buck/boost ou um transformador ferrorressonante. Eles melhoram os sistemas off-line convencionais, fornecendo um grau de regulação automática de tensão e, possivelmente, reduzindo o uso da bateria do UPS e a degradação associada à vida útil da bateria.

Topologia UPS on-line

Um sistema UPS on-line é fundamentalmente diferente dos tipos off-line porque, durante a operação normal, a energia da rede elétrica flui através do retificador/carregador e do inversor antes de atingir a carga. Este design de UPS é algumas vezes chamado de topologia de UPS on-line de dupla conversão, devido aos seus dois estágios de conversão de CA-CC e CC-CA, e oferece o maior grau de integridade crítica de fornecimento, pois a carga é alimentada com material processado e bem processado. -potência regulada em todos os momentos. A carga também é protegida contra aberrações na alimentação de entrada porque o retificador e o inversor atuam como uma barreira contra ruídos transmitidos pela rede elétrica e excursões transitórias de tensão.

Se a alimentação de entrada sair de uma faixa de tensão predefinida (normalmente +10% a -20%) ou frequência, ou sofrer uma falha total, o inversor continuará operando com energia da bateria. O evento é totalmente transparente para a carga, pois não há nenhuma operação de transferência envolvida. Por estas razões, a maioria dos proprietários de data centers ou outros usuários responsáveis ​​por operações de TIC de missão crítica sempre selecionarão soluções on-line. Eles são a única abordagem que oferece proteção verdadeiramente abrangente à carga em todos os momentos. O seu custo adicional torna-se insignificante quando comparado com as consequências de uma falha catastrófica do sistema – o que é um resultado provável de um problema de fornecimento de energia poder atingir a carga crítica.