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Alimentation sans interruption, UPS

Alimentation sans interruption, UPS

Une alimentation sans coupure, UPS, parfois également appelée source d'alimentation sans coupure est une forme d'alimentation qui utilise la source d'alimentation principale telle que l'alimentation secteur, mais est également capable de maintenir l'alimentation de l'équipement alimenté en cas de panne de la source principale ou est interrompu.

La caractéristique clé d'une alimentation sans coupure, UPS, est qu'elle fournit une protection instantanée ou quasi instantanée contre les coupures de courant.

Les alimentations sans interruption sont utilisées dans les applications où le maintien de l'alimentation est d'une importance primordiale. Les systèmes UPS sont généralement utilisés pour les centres de données, les systèmes informatiques et pour certaines applications médicales où la continuité de l'alimentation est cruciale.

Pour de nombreuses entreprises, une coupure de courant, même si elle est très courte, peut être catastrophique. Les serveurs et les fichiers peuvent devenir inaccessibles et doivent être redémarrés. Un pire scénario pourrait être que les données soient corrompues par un arrêt soudain et désordonné.

L'utilisation d'un système UPS peut éviter une catastrophe en cas de panne de courant pendant une courte période. L'onduleur passe de manière transparente à une certaine forme d'alimentation par batterie pour continuer à alimenter tous les appareils jusqu'à ce que l'alimentation principale soit rétablie, ou éventuellement un générateur de secours peut être activé ou les appareils peuvent être coupés correctement.

Problèmes avec les systèmes d'alimentation en ligne

Avant de regarder ce qu'est un système UPS et comment la sauvegarde UPS peut aider, il est d'abord nécessaire de comprendre les problèmes afin qu'il soit possible de voir ce qui peut être fait.

La puissance obtenue à partir du secteur ou des réseaux électriques n'est pas totalement parfaite. Des problèmes surviennent qui peuvent causer des problèmes avec les systèmes électroniques. Les différents problèmes varient selon les pays, les lieux, etc.

Les principaux problèmes d'alimentation qui peuvent survenir sont:

  • Poussée: Une surtension est une brève pointe de tension d'entrée sur la ligne électrique. Elle est généralement causée par la foudre frappant une ligne sur le réseau. Cela peut également survenir lorsque de grandes charges inductives sont commutées et qu'une force électromagnétique arrière se propage le long de la ligne. Les surtensions peuvent endommager et détruire l'électronique, car elles peuvent pénétrer dans l'appareil électronique et endommager les composants électroniques qui ne sont pas conçus pour résister aux pics de haute tension.

  • Coupure électrique: Une panne de courant est un terme utilisé pour décrire une panne de courant. Cela peut durer de quelques secondes à la hausse. Ils peuvent être dus à des pannes du système électrique, à une utilisation générale ou à des conditions météorologiques extrêmes: coups de vent, neige, inondations, etc.

  • Brownout: Une baisse de tension est une autre forme de réduction de service. C'est une baisse de la tension fournie. Celles-ci peuvent survenir intentionnellement ou non. Bien que les compagnies d'électricité dans de nombreux pays aient des limites strictes de tension qu'elles doivent maintenir, ce n'est pas le cas dans toutes les régions du globe et les compagnies d'électricité peuvent réduire la tension pendant une courte ou longue période pour réduire les ressources sollicitées et empêcher une panne totale.

  • Sous tension: Une condition de sous-tension ou une «chute» de tension peut être décrite comme une courte baisse de tension. Il s'agit d'une réduction de tension de courte durée.

  • Surtension: Une condition de surtension existe lorsque la tension fournie par la ligne électrique est supérieure à ce qu'elle devrait être sur une période prolongée, c'est-à-dire qu'il ne s'agit pas d'une pointe ou d'une surtension. En règle générale, l'augmentation de tension n'est pas suffisamment élevée pour être définie comme une surtension ou une pointe.

  • Bruit de la ligne électrique: Le bruit de la ligne électrique est également connu sous le nom de bruit de fréquence et il peut perturber ou dégrader les performances d'un circuit en injectant des signaux indésirables dans le système.

  • Variation de fréquence: Il est possible sur certains systèmes d'alimentation que la fréquence varie. Normalement, les systèmes électriques nationaux sont synchronisés avec précision de sorte que les différentes sources de production d'énergie fonctionnent en synchronisme. Cependant, des variations de fréquence peuvent se produire sur une alimentation produite localement, par ex. un générateur diesel local, etc.

  • Distorsion harmonique: Normalement, il est prévu que la forme d'onde de la ligne d'alimentation soit une onde sinusoïdale. Parfois, il peut avoir un contenu harmonique élevé, ce qui peut perturber le fonctionnement des alimentations internes de l'équipement, telles que les alimentations à découpage, etc., provoquant des problèmes avec l'équipement utilisé.

Ces différents problèmes avec les systèmes d'alimentation peuvent donner lieu à des problèmes dans les équipements électroniques lorsqu'ils sont alimentés par une ligne secteur.

Les ordinateurs, serveurs et autres équipements informatiques peuvent être particulièrement sensibles aux problèmes avec la ligne électrique et il est souvent nécessaire de les protéger, sinon des interruptions coûteuses du service ou des dommages peuvent survenir. Cela rend les systèmes de sauvegarde UPS à considérer.

Principes de base de l'alimentation sans coupure

Le but d'une alimentation sans coupure UPS est de fournir une alimentation CA à partir de la ligne normale ou de la connexion secteur lorsqu'elle est disponible, mais en cas de panne de courant, l'alimentation sans coupure utilisera des alternatives de secours, souvent sous la forme de batteries. . En utilisant des techniques telles que les onduleurs, ils fourniront une alimentation CA simulée pour maintenir l'alimentation de l'équipement.

Il existe plusieurs types différents d'alimentation sans coupure, et il est nécessaire de choisir le type approprié pour l'application particulière à l'esprit.

Une alimentation sans coupure UPS diffère d'une alimentation auxiliaire en ce que l'onduleur fournit une protection instantanée ou pratiquement instantanée contre les coupures de courant. Une alimentation auxiliaire peut nécessiter un certain temps pour remplacer l'alimentation.

Souvent, un onduleur fournira l'alimentation de remplacement des batteries. Ceux-ci n'auront qu'une durée de fonctionnement limitée - souvent entre 5 et 20 minutes, mais cela devrait être suffisant pour permettre un arrêt ordonné du système pour éviter la perte de données ou pour permettre le démarrage d'une alimentation auxiliaire. Il est possible d'étendre la capacité d'alimentation dans de nombreux cas pour fournir une protection pendant de plus longues périodes. Ceci est normalement réalisé en utilisant des batteries plus grosses ou en adoptant d'autres stratégies capables de fournir de l'énergie sur de plus longues périodes.

Alimentations sans interruption, les onduleurs varient dans leurs puissances nominales allant des petits systèmes qui peuvent protéger un seul ordinateur à ceux beaucoup plus grands utilisés pour protéger des centres de données complets, etc.

Technologies d'alimentation sans coupure

Il existe plusieurs technologies d'alimentation sans coupure différentes qui sont disponibles et peuvent être utilisées.

Différents types de ces blocs d'alimentation sont utilisés dans différentes applications, certains pour une puissance plus élevée et d'autres pour des applications de faible puissance. L'approche adoptée dépend des exigences.

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    Technologie UPS en veille ou hors ligne: Cette forme de technologie d'alimentation sans coupure, souvent appelée SPS - alimentation de secours - est utilisée pour fournir une solution à faible coût pour surmonter le risque de perte de données, etc. résultant de pannes de courant. C'est l'un des types les plus basiques. Il fournit une protection contre les surtensions ainsi qu'une batterie de secours.

    L'équipement protégé est normalement connecté directement à la ligne d'arrivée ou à l'alimentation secteur. Pour fournir la protection contre les transitoires ou les surtensions, des dispositifs de blocage des transitoires de tension comme ceux utilisés dans une barrette de connexion protégée contre les surtensions sont utilisés - ils sont connectés à travers la ligne d'alimentation.

    Lorsque la tension secteur entrante tombe en dessous d'un niveau prédéterminé, l'alimentation sans coupure détecte la condition de basse tension et active son circuit inverseur CC-CA interne, qui est alimenté par une batterie de stockage interne. L'onduleur utilisera normalement des commutateurs ou des relais mécaniques pour changer l'équipement à alimenter à la nouvelle alimentation. Le temps de commutation peut être aussi long que 25 millisecondes en fonction du temps nécessaire à l'onduleur de secours pour détecter la tension secteur perdue et pour que les commutateurs changent.

    Il convient également de se rappeler que la puissance fournie par cette forme de technologie d'alimentation sans coupure est un facteur de forme d'onde carrée plutôt qu'une onde sinusoïdale fournie par l'alimentation de ligne normale.

  • Technologie UPS interactive en ligne: Cette forme d'onduleur, technologie d'alimentation sans coupure, est destinée à la tranche de coût moyenne. Il s'appuie sur la technologie de l'onduleur de secours, ajoutant un transformateur de tension variable à plusieurs prises pour fournir une protection contre les situations de basse ou de surtension soutenues.

    Cette forme de technologie d'alimentation sans coupure utilise l'autotransformateur avec des prises sélectionnables pour compenser les fluctuations de tension à long terme. En modifiant la prise sur le transformateur, la tension de sortie correcte peut être maintenue. En faisant cette puissance de la batterie est conservée car l'onduleur est capable de fonctionner à partir du secteur ou de l'alimentation secteur même lorsque la puissance d'entrée n'est pas entièrement conforme aux tensions normales spécifiées.

    Cette forme de technologie UPS est particulièrement intéressante dans les zones où l'alimentation en ligne ou sur secteur n'est pas particulièrement fiable et peut présenter des fluctuations considérables et des interruptions occasionnelles. Il fournit la protection contre toutes les situations, bien que pour les pannes prolongées, une alimentation auxiliaire puisse être nécessaire pour être incorporée car il est peu probable que l'alimentation par batterie soit capable de supporter de longues périodes sans alimentation secteur.

  • Technologie UPS en ligne ou à double conversion: Cette forme de technologie d'alimentation sans coupure offre un niveau de protection supérieur. Au départ, ce type de technologie d'alimentation sans coupure était normalement utilisé pour les grandes installations, mais les coûts et les améliorations technologiques leur ont permis d'être viables pour les petites installations.

    Le système UPS en ligne ou à double conversion utilise les mêmes éléments de base que les autres formes de technologie d'alimentation sans coupure. Cependant, la grande différence avec un onduleur en ligne est que les batteries sont en circuit en permanence, ce qui signifie qu'aucun interrupteur d'alimentation n'est nécessaire et que les problèmes de décrochage lors de la commutation sont supprimés.

    En substance, la ligne entrante ou l'alimentation secteur est transformée et redressée et appliquée aux batteries. La puissance de l'équipement de charge est ensuite prélevée sur les batteries / redressée et via un onduleur qui ramène la tension à la tension d'entrée de ligne requise. Cette forme d'onduleur tire son nom d'une double conversion, car la puissance est convertie du courant alternatif au courant continu pour charger les batteries et alimenter également un onduleur CC en CA.

    De cette façon, on peut voir que les batteries sont toujours en circuit et cela signifie qu'aucun interrupteur n'est nécessaire. En cas de coupure de courant, le redresseur d'entrée ne reçoit aucune alimentation et, par conséquent, l'alimentation est tirée des batteries. Une fois l'alimentation de ligne rétablie, le redresseur alimentera l'équipement et rechargera également les batteries.

Ces différentes technologies d'alimentation sans coupure représentent les principales qui sont utilisées. D'autres technologies UPS existent et sont utilisées, mais pas aussi largement que celles décrites.

Achat d'une alimentation sans coupure, UPS

Un bon UPS, une alimentation sans coupure est un achat essentiel pour de nombreuses entreprises qui comptent sur des PC, des serveurs et d'autres appareils électroniques qui doivent être alimentés 24 heures par jour, sept jours par semaine.

Cependant, l'idée d'acheter une alimentation sans coupure peut apparaître comme une activité très coûteuse.

Les systèmes UPS étonnamment petits pour la maison et les petites entreprises sont beaucoup moins coûteux que beaucoup ne le pensent.

Lorsque vous envisagez d'acheter un système UPS, il vaut la peine de s'arrêter pour déterminer ce qui est nécessaire et quel système UPS répond le mieux aux besoins pour le coût donné.

  • Type de secours UPS requis: Il est important de sélectionner le type de système UPS approprié pour l'application particulière et les problèmes attendus. Les différents types de systèmes UPS offrent différents niveaux de protection. Cela vaut la peine d'analyser ce qui est nécessaire et donc de pouvoir sélectionner le type de système de sauvegarde américain requis.

    Problème de ligne électriqueUPS de secoursLigne UPS interactiveUPS double conversion
    Distorsion harmonique
    Variation de fréquence
    Bruit de la ligne électrique
    Surtension
    Sous tension
    Brown-out
    coupure électrique
    Poussée
  • Capacité d'alimentation UPS:Il est nécessaire de sélectionner un système UPS qui fournira la puissance nécessaire pour alimenter les appareils électroniques qui doivent être protégés et alimentés en cas de panne de courant. Il est nécessaire d'additionner la consommation électrique de tous les appareils. À titre indicatif, un PC consomme environ 120 watts, un moniteur environ 50 watts, un lecteur externe environ 20 watts et un routeur sans fil environ 10 watts. Pour les systèmes commerciaux, un serveur pourrait consommer environ 1 kW, bien que certains en consomment beaucoup moins, un commutateur dans une salle de serveurs pourrait consommer jusqu'à 250 watts et des périphériques de stockage jusqu'à 500 watts.

    Il est nécessaire d'additionner toutes les exigences d'alimentation, puis d'ajouter une marge par-dessus. Parfois, il peut y avoir des problèmes avec les cotes VA - ceux-ci tiennent compte de la phase du courant et de la tension. Si tel est le cas, ajoutez une marge pour cela.

  • Temps d'exécution requis: Outre la capacité d'alimentation, il est nécessaire de prendre en compte la durée pendant laquelle le système UPS devra maintenir l'alimentation secteur. Le temps d'exécution est un problème clé. Il se peut qu'il soit nécessaire de maintenir l'alimentation secteur pendant un temps suffisant pour arrêter l'ordinateur ou un autre système de manière ordonnée. Il se peut que du temps soit nécessaire pour faire fonctionner un générateur. Il est nécessaire de décider du temps requis. Plus le temps est long, plus la batterie nécessaire pour fournir l'énergie est grande et plus le coût est élevé.

  • Considérations mécaniques: Il est également judicieux de prendre en compte les considérations mécaniques du système de secours UPS. Les systèmes d'alimentation sans coupure peuvent être volumineux s'ils doivent fournir de grandes quantités d'énergie pendant une longue période et ils peuvent avoir besoin d'un logement spécial.

  • Aspects environnementaux: Il vaut la peine de réfléchir aux aspects environnementaux. S'ils sont gros et ont besoin de ventilateurs, ils ne seront probablement pas recherchés dans un environnement de bureau car le bruit pourrait être gênant. Ils peuvent également devoir être maintenus dans une certaine plage de température pour un fonctionnement optimal. Ces facteurs doivent être intégrés au processus décisionnel.

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Les alimentations sans coupure sont utilisées dans de nombreux domaines où une alimentation continue est essentielle. La technologie d'alimentation sans coupure a progressé ces dernières années à mesure que le besoin de sources d'énergie fiables augmentait. Un large éventail d'applications nécessite des systèmes UPS, mais certains des principaux utilisateurs sont les centres de données et informatiques ainsi que les centres de télécommunications cellulaires ou de télécommunications terrestres où la continuité de service est essentielle.

À bien des égards, les systèmes d'alimentation sans coupure passent inaperçus car ils fonctionnent en arrière-plan, fournissant une sauvegarde en cas de besoin et permettant à l'ensemble des systèmes qu'ils alimentent de fonctionner de manière fiable.


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