De onderbrekingsvrije stroomvoorziening UPS
Bij toepassing in industriële processen, dienen een aantal circuits gevoed te blijven zelfs als de netspanning wegvalt. Hierbij denken we aan de operatiekamer in een ziekenhuis, telecommunicatie, servers rooms en videobewakingssystemen.
De installatie die voor deze onderbrekingsvrije stroomvoorziening zorgt noemen we een No-Break of een UPS – Uninterruptable Power Supply.
In een kantooromgeving beschermt UPS de werking van een computer en beperkt het de schade bij stroomuitval van het niet tijdig opgeslagen werk.
Een UPS vermijdt het blauwe scherm van een Windows 10 Driver Power State Failure.
De eerste generatie digitale recorders weigerden door te starten bij opeenvolgende stroomonderbrekingen.
Werking van de UPS
De netspanning wordt gelijkgericht, waardoor een batterij kan opgeladen worden en waarbij de batterij opgeladen blijft.
Een invertor zet deze gelijkspanning om naar een wisselspanning om de verbruikers te voeden.
Bij een stroompanne in het net, gaat de stroomvoorziening ononderbroken verder vanuit de batterijen.
Op deze manier is er een autonomie van een aantal minuten.
De invertor
Een invertor is een DC-AC omzetter.
Hij zet een constante gelijkspanning om in een blokvormige, trapeziumvormige of sinusoïdale wisselspanning.
De gebruikelijke schakelaar voor kleine tot grote vermogens is de IGBT/MOSFET, een transistor met een geïsoleerde poort.
Het om beurten sluiten van S1 en S2 zal door de primaire van transformator T een wisselende stroom doen vloeien.
Hierdoor ontstaat een vrijwel blokvormige wisselspanning uu op de secondaire van transformator T.
De transformator mag niet in verzadiging komen.
De schakelaars S1 en S2 zijn transistoren of thyristoren, IGBT/MOSFET.
PWM Pulse Width Modulation
De transistoren T1 en T2 worden gedurende een halve periode geleidend gemaakt (afwisselend met het ander koppel T3-T4)
Voor de ontsteking van de MOSFET’s word PBM of pulsbreedtemodulatie toegepast. (PWM Pulse Width Modulation).
In combinatie met een doofcondensator en een smoorspoel bereiken we een trapeziumvormige wisselspanning die in de buurt komt van de vorm van de originele sinusgolf in de netspanning.
Step-up transformator
De transformator T is een step-up transformator. Het is een ringkerntransformator, met een relatief grote kernmassa op een beperkt aantal wikkelingen, om verzadiging te vermijden. In tegenstelling tot een stroomtransformator is de stroomafname aan de secundaire wikkeling eerder beperkt. Het geleverde vermogen van een UPS is beperkt en wordt overwaakt.
Eigenschappen van een UPS.
Groepen en banken
De aansluitingen aan de UPS, meestal uitgevoerd met IEC C13 stopcontact, worden gegroepeerd en onderverdeeld in vermogensbanken.
Het beschikbare vermogen dat de UPS kan leveren wordt verdeeld over de verschillenden banken.
Een 1500 VA UPS kan 2 werkstations van voeding voorzien als beide PC’s niet op dezelfde bank worden aangesloten.
Group 0 Master
Groep 1 Bank 1
Groep 2 Bank 2
Load Protected
Load Protected is de melding in het display van de UPS die aangeeft dat de aangesloten belasting beschermt is tegen stroomuitval.
De batterijen zijn in orde en de belasting is niet groter dan wat de UPS kan leveren.
On/Off
Het doel van de UPS is om een stroompanne te overbruggen.
Valt de stroom weg, dan neemt de UPS het over.
Een UPS laat zich echter niet zomaar aan of uitschakelen.
De stekker uit het stopcontact trekken heeft geen direct effect.
En de aan/uit knop heeft een keuzemenu.
Start on Bypass.
De UPS negeert de staat van de batterijen bij het opstarten.
Een oude UPS met kapotte batterijen blijft zo onder de radar.
Bij een stroomonderbreking zal de oude UPS niet in staat zijn om over te nemen.
Een defecte UPS zal een heropstart van de installatie ook niet blokeren.
Auto start.
Bij Auto start is een extra manipulatie van een technieker ter plaatste die een startknop indrukt, niet meer nodig.
Auto Restart.
De stroomonderbreking duurt langer dan 30 minuten. De batterijen geraken leeg.
Om de batterijen te besparen stopt de UPS in alarmmodus.
Komt de spanning na verloop van tijd, terug op dan zorgt Auto Restart voor een automatische herneming van de UPS werking zonder tussenkomst van een technieker.