UPS - struja koja traje

APC Back-UPS 350

Često se smatra da je uloga uređaja za neprekidno napajanje poznatih kao UPS (Uninteruptible Power Suply) da omoguće rad na računaru kad nestane struje. Odatle proizlazi i očekivanje nekih korisnika da će, kad nestane struje, napajanje koje UPS obezbeđuje trajati satima. Sa druge strane, kako je vreme restrikcija i planskih isključenja po grupama stvar prošlosti (bilo, ne ponovilo se!) sledi još jedan pogrešan zaključak - da nam UPS-evi više i nisu potrebni.

Osnovna uloga UPS-a je da obezbedi dovoljno vremena korisniku da nakon nestanka struje sačuva svoj rad i bezbedno ugasi računar. On treba da štiti i od drugih neželjenih promena mrežnog napona: prema statistikama, problemi u napajanju manifestuju se kao potpuni nestanak mrežnog napona samo u 6% slučajeva. Ostalo otpada na kolebanja napona oko nominalne vrednosti (podnaponi i prenaponi) te na tzv. pikove, kratkotrajne ali visoke skokove napona. Postoje razni uzroci ove pojave: različito rastojanje potrošača od trafo-stanice, snažne mašine koje rade u blizini, pa čak i udar groma. Utičnice UPS-eva su po pravilu zaštićene od ovih pojava, pri čemu efikasnost zaštite varira od uređaja do uređaja u zavisnosti od rea;ozacoke, kvaliteta i, naravno, cene. Manji kućni ili kancelarijski (SOHO) modeli često imaju po nekoliko utičnica koje nisu povezane na baterijsko napajanje, ali pružaju naponsku zaštitu - uređaji uključeni u ovakve utičnice gube napajanje ako nestane struje, ali su ipak zaštićeni od neželjenih pojava na mreži.

APC Back-UPS 800

Kako opasan prenapon može da stigne i drugim putem, UPS-evi često imaju ulaz i izlaz kojima se štite telefonska linija ili mrežni kabl. Umesto da se direktno priključi na računar, kabl se uključi na ulazni konektor UPS-a, a i iz izlaznog konektora se poveže drugi kabl koji vodi do računara. Uobičajeni signali koji postoje na telefonskim i mrežnim instalacijama nesmetano prolaze kroz UPS, ali će ovaj uređaj zaustaviti previsok napon pre nego što stigne do osetljive elektronike u računaru. Neki modeli čak imaju više od jednog izlaznog priključka za telefonski kabl, što zgodno dođe da se pored modema zaštiti i običan telefon. Kako je standardni RJ-11 konektor za telefonsku liniju sličan RJ-45 konektoru za Ethernet mreže, mnogi UPS-evi koriste činjenicu da se na mrežni priključak može prikačiti i telefon (RJ-11 je nešto uži pa može da stane u RJ-45, obrnuto ne važi) pa tako imaju samo jedan univerzalni priključak za zaštitu, a korisniku je ostavljeno da bira da li će zaštiti modem ili mrežu.

Naravno, ne treba zaboraviti ni osnovnu ulogu UPS-a - zaštitu u slučaju nestanka struje. Stariji korisnici su već stekli uslovni refleks da povremeno pritisnu Ctrl+S, ali je danas nestanak napona ređi pa ga korisnici ne očekuju, a on ipak može da se desi, čak i iz sasvim banalnih razloga (komšija nešto opravlja na instalaciji). Nestankom struje gube se nesnimljeni podaci, a može doći i do problema sa integritetom čitavog operativnog sistema ili nekih programa koji su bili aktivni kada je nastupio mrak. UPS vas spasava svega toga, pa predstavlja važnu komponentu sigurnog rada.

Šta treba imati na umu?

Aros PC Planet 650s

SOHO uređaji za neprekidno napajanje se dele u dve velike grupe. BackUPS je uobičajeni naziv za jednostavnije i jeftinije modele koji imaju malu ili nikakvu mogućnost konfigurisanja. Njihova uloga je da obezbede ono najosnovnije - napajanje u slučaju nestanka struje - ostavljajući korisniku da obavi sve neophodne radnje pre nego što se baterija isprazni. Iza naziva SmartUPS se kriju uređaji koji komuniciraju sa računarom (USB, RS232, Ethernet...) pa se pomoću pratećeg softvera mogu isprogramirati različite akcije kao što su prijavljivanje u slučaju nestanka struje, upozorenje o stanju baterija, automatsko gašenje sistema (safe shutdown) i slično.

Prema unutrašnjoj topologiji (načinu izrade) UPS-evi se dele u tri grupe. Najskuplji i najređi su tzv. OnLine UPS-ovi, poznati i pod imenom "UPS-evi sa dvostrukom konverzijom" - kod njih se mrežno napajanje preko ispravljača dovodi na bateriju (prva konverzija), odakle se napon baterije preko konvertera (druga konverzija) izvodi na izlaz. Ovako se dobija maksimalna zaštita jer se uređaji stalno napajaju preko baterije, pa do njih ne mogu da prođu bilo kakve smetnje sa mreže.

Aros Rapido 550

Line Interactive UPS ima mikroprocesorsku kontrolu koja proverava stanje na mreži i, u slučaju neregularnosti, prebacuje potrošače na baterijsko napajanje. Ovakvi uređaji po pravilu imaju i automatsku regulaciju napona (poznatu još i kao booster/fader funkcija) koja, primenom posebnih kola, smanjuje previsok ili podiže prenizak napon ne oslanjajući se pri tom na bateriju. Ova funkcija je vrlo korisna u slučajevima dugotrajnih pojava podnapona kakvi se dešavaju korisnicima koji se nalaze predaleko od trafo-stanica (posebno u ruralnim krajevima) ili kada elektrodistribucija namerno snižava mrežni napon da bi smanjila potrošnju u mreži (obično zimi), jer omogućava normalan rad bez trošenja baterije. Baterijsko napajanje se uključuje tek kada mrežni napon padne ispod mogućnosti booster kola.

OffLine UPS-evi su uređaji iz najniže klase, pošto imaju samo punjač za bateriju i konverter. Izlaz UPS-a je vezan direktno na mrežu, a kada napon postane prenizak, izlaz se prebacuje na baterijsko napajanje. Naravno, njihova prednost leži u ceni koja može da bude i za red veličine niža od cene kvalitetnijih modela. Nažalost, proizvođač neretko "zaboravi" da navede topologiju svog uređaja, pa ponekad ne znate na čemu ste.

Powermust 600 Offline

Veoma je bitno i šta nameravamo da povežemo na UPS. Različiti potrošači imaju različite prohteve, pa često nije dovoljno ako se izbor napravi samo po kriterijumu snage. Laserski štampač, recimo, nije veliki potrošač, ali u trenutku uključivanja grejača povuče mnogo struje. Ovo traje jako kratko pa se statistički ne primećuje, ali ako u trenutku struja prevazilazi maksimum koji UPS daje, uključuje se prekostrujna zaštita i UPS se automatski gasi. Zato treba obratiti pažnju i na tzv. krest faktor - veličinu koja pokazuje koliko puta jaču struju od deklarisane efektivne vrednosti UPS može kratkotrajno da izdrži. Zaključak: kad nestane struja nemojte da štampate (UPS ionako ne služi za to), a ako vam je to baš mnogo potrebno, izdvojte novac za UPS vrlo velike snage.

Iz praktičnih razloga je važno da ne zaboravite na tip utičnice koji vam je potreban. Iako veliki svetski proizvođači pravi modele sa utičnicama koje su prilagođene raznim tržištima, malo je verovatno da će vam dopasti šaka neki model sa američkom ili japanskom utičnicom, ali IEC utičnica može neprijatno da vas iznenadi. Iako ni standardne DIN šuko-utičnice kakve imamo u domaćinstvima nisu retke, mnogi modeli (naročito oni kvalitetniji) su opremljeni samo IEC utičnicama. Za neupućene: u pitanju je tropolni ženski priključak kakav je nekada postojao na kompjuterskim napajanjima i na koji se obično priključivao monitor. U kompletu sa UPS-om se ponekad dobijaju i odgovarajući kablovi, ali retko ih bude više od dva, tako da vam obično ne gine kupovina dodatnih kablova.

Za kraj, ne treba zaboraviti ni masu uređaja: uz sav napredak baterija, UPS-evi se i dalje oslanjaju na olovni akumulator (doduše malo modernizovan - zapečaćen i sa elektrolitom u obliku gela). Kako se u normalnim uslovima rada baterija UPS-a često puni i prazni, pri čemu se retko dešava da se isprazni do kraja, baterije koje imaju "efekat pamćenja" kakve su nikl-metal-hidridne predstavljaju loš izbor. Sa druge strane, litijum-jonske baterije su preskupe - UPS nije mobilan uređaj pa se smatra da njegova masa nije toliko bitna. Ipak bi trebalo da razmislite pre nego što nabavite i na radni sto stavite nešto što ima više od dvadeset kilograma.

Kako smo testirali

Enups 1260 AVR

Kupci se obično prvo zainteresuju za deklarisanu snagu UPS-a i vreme tokom kojeg uređaj "drži" dok mu se ne istroši baterija. Ove dve veličine ne moraju nužno da budu povezane - UPS male snage može obezbediti dugo napajanje povezanih uređaja - jer konverter (DC/AC pretvarač) može biti dimenzioniran za male snage, a da baterija i dalje bude velikog kapaciteta. Moguće je i obrnuto - ako je malecka baterija kombinovana sa "mišićavim" konverterom, UPS može da napaja svašta, ali se brzo potroši. Što se tiče snage morali smo da verujemo na reč proizvođaču, ali smo zato sve uređaje podvrgli testu trajanja baterije. Da bismo izbegli uticaj neravnomerne potrošnje kakva odlikuje računare, poslužio nam je uvek isti, čisto rezistivan potrošač - obična sijalica od 200 W. Mereno je vreme tokom kojeg potpuno napunjen uređaj može da napaja sijalicu.

Kada napon mreže počne da opada, UPS uključuje baterijsko napajanje, a kada napon opet dovoljno poraste, baterijsko napajanje se isključuje. Da bismo odredili vrednosti mrežnog napona pri kojima se ovo dešava koristili smo obrtni autotransformator kojim smo menjali vrednost napona napajanja. Treba reći da kvalitetniji uređaji često poseduju mogućnost softverskog podešavanja ovih naponskih pragova, pa je to kod njih posebno naglašeno.

MGE Elipse 600ASR

Kako je osnovna uloga UPS-a da obezbedi napajanje električnih uređaja u slučaju nestanka struje, razumna je pretpostavka da UPS daje isti oblik napona kakav postoji u niskonaponskoj mreži, ali nije tako. Mrežni napon je sinusoidalnog oblika, ali je malo nezgodno (tj. skupo) generisati ovakav napon od jednosmernog napona akumulatora, pa jeftiniji modeli često daju nekakve aproksimacije sinusoide. U slučaju da UPS napaja samo računar to i nije od značaja, jer tzv. čoperskom (prekidačkom) napajanju PC-ja ovo ne smeta, a slično je i sa monitorima. Ipak, za neke vrste električnih uređaja "četvrke" umesto sinusoide predstavljaju ozbiljan problem: neke vrste elektro-motora ne samo da neće raditi sa ovakvim napajanjem, već mogu i da izgore. Generalno, što je napon koji UPS daje sličniji sinusoidi to je uređaj kvalitetniji. Da bismo ovo predstavili, talasni oblik izlaznog napona je snimljen za svaki UPS. Snimanje je obavljeno pomoću programa WinScope koji se može besplatno preuzeti sa Interneta. On koristi mikrofonski ulaz zvučne kartice i pretvara je u osciloskop, koji daje verne slike signala na ovako niskim frekvencijama. Pored toga on može da izračuna i prikaže amplitudski spektar signala primenjujući FFT. Uzgred, ako želite i sami ovo da probate imajte na umu da je mikrofonski ulaz predviđen za napone reda nekoliko milivolti, dok UPS daje vrednosti od više stotina volti. Ako ovako visok napon nađe put do zvučne karte - ne gine vam havarija.

Za detaljan opis testiranih UPS uređaja, oblike izlaznih napona, tabelu karakteristika i preporuke pogledajte PC #126.