Zasilacze redundantne i buforowe: Klucz do niezawodności systemów

Zasilacze buforowe – czyli zasilanie gwarantowane po stronie DC

Zasilacze buforowe (nazywane też UPS-ami DC i zasilaczami podtrzymującymi), to jednostki, które pozwalają na dołączenie akumulatora do zasilacza tak, aby zawarta w nim energia podtrzymała zasilanie na wyjściu przez pewien czas awarii sieci energetycznej. Są stosowane do zapewnienia ciągłości zasilania dla urządzeń, przemysłowych, IT, budynkowych. Urządzenia te są dostępne w kilku wersjach jak opisano poniżej.

Podstawowy model to zasilacz buforowy w wersji do montażu na szynie DIN lub w skrzynce instalacyjnej. Współpracuje on z akumulatorem kwasowo-ołowiowym, który dołącza się jako element zewnętrzny. Akumulator jest dołączony równolegle do wyjścia. Gdy zasilanie z sieci jest dostępne, jest on ładowany i utrzymywany w stanie gotowości. Gdy sieć zaniknie, odbiorniki są zasilane z akumulatora. Cechą zasilaczy buforowych jest to, że ich napięcie wyjściowe jest równe napięciu akumulatora, tj. najczęściej 13,8 V. Są dostępne w wersjach z wbudowanym akumulatorem do środka obudowy i takie, gdzie dołącza się go przewodami z zewnątrz. Mają sygnalizację stanu, wyjście przekaźnikowe OK. Dzięki temu, że akumulator dołącza się jako element zewnętrzny, czas podtrzymania zasilania można ustalić samodzielnie wybierając odpowiednią pojemność.

Moduł redundatny to sumator energii pozwalający spięcie dwóch zwykłych zasilaczy o tym samym napięciu w jeden system o wspólnym wyjściu. Zasilacze te można podłączyć do innych podsieci lub innych faz i w razie zaniku jednej fazy, odbiornik jest zasilany z drugiej gałęzi (zasilacza). Są one produkowane na szynę DIN i w obudowie do montażu w skrzynce, w wersjach 12, 24 i 48V. Moduły redundatne mają sygnalizację LED poprawności działania obu zasilaczy dołączonych do wejścia i wyjście przekaźnikowe sygnalizujące problem (np. zanik zasilania/uszkodzenie jednej z jednostek). Podstawowa wersja służy do spięcia dwóch zasilaczy w jedno wyjście, ale kilka modułów redundantnych można połączyć w większe układy typu 1+N.

Zasilacz z wyjściem przewodowym do ładowania akumulatora to specjalizowana ładowarka przeznaczona do utrzymywania w gotowości akumulatorów kwasowo-ołowiowych wykorzystywanych w systemach zasilania w przemyśle. Ładowarka zapewnia szybkie ładowanie, pełną ochronę, kompensację temperaturową i jest zabezpieczona przed błędami i przeciążeniami.

Moduł buforowy UPS to urządzenie, które dołącza się do wyjścia zasilacza o napięciu 12V lub 24V i które wymaga dołączenia do niego akumulatora będącego źródłem energii w czasie awarii. W sytuacji, gdy zaniknie napięcie sieci, moduł buforowy UPS podtrzyma zasilanie dla odbiornika korzystając z dołączonego do niego akumulatora. W czasie normalnej pracy, a więc gdy zasilanie z sieci jest dostępne, moduł buforowy UPS ładuje akumulator i utrzymuje go w stanie gotowości wykorzystując napięcie DC na wyjściu głównego zasilacza. Innymi słowy moduł dodaje równolegle do istniejącego zasilacza akumulator z ładowaniem i jak zaniknie zasilanie to podłącza ten akumulator na wyjście.

Opcją jest wersja modułu buforowego UPS z superkondensatorem. Nie wymaga ona użycia akumulatora, charakteryzuje się dużą trwałością i szerokim zakresem temperatur pracy. Ich wadą jest krótki czas podtrzymania zasilania, rzędu 350 ms przy 24V. W ten sposób to rozwiązanie nadaje się tylko do likwidacji skutków krótkich zaników zasilania, powstających np. w czasie przełączania na agregat spalinowy.

Co do zasady, opisane urządzenia przystosowane są do zasilania 12V lub 24 V i współpracy z akumulatorami kwasowo-ołowiowymi. Niektóre wersje mają pomocnicze wyjście o napięciu +5V o małej mocy.