Belangrijk verschil - Online versus offline UPS
UPS of Uninterrupted Power Supply is een apparaat dat stroom levert aan kritische belastingen die continu zonder onderbreking moeten werken, zelfs tijdens een stroomstoring. UPS'en hebben twee typen: roterend/mechanisch type, dat motoren en generatoren als stroombron omvat, en statische UPS'en, die back-upstroom leveren via een batterijbank en werken op elektronische vermogensapparaten. Online en offline UPS'en worden ingedeeld onder statische UPS'en, afhankelijk van hun functionaliteit. Het belangrijkste verschil tussen online en offline UPS is dat offline UPS'en de belasting rechtstreeks van het lichtnet inschakelen wanneer de hoofdvoeding beschikbaar is, terwijl online UPS'en de belasting via een gelijkrichter-omvormercombinatie van stroom voorzien zonder de belasting rechtstreeks op het lichtnet aan te sluiten.
Wat is een offline UPS?
De term offline betekent dat de batterijbank niet (offline) is aangesloten op de belasting in normaal bedrijf wanneer de netvoeding beschikbaar is. In deze situatie is de netvoeding rechtstreeks aangesloten op de uitgang van de belasting via een statische omschakelaar die normaal AAN staat. Wanneer de netvoeding beschikbaar is, wordt de back-upbatterijbank opgeladen door middel van gelijkstroom via een laadeenheid die bestaat uit een gelijkrichtercircuit.
Bij een stroomstoring of bij een grote onder-/overspanning, koppelt de statische schakelaar de hoofdvoeding los van de belasting en verbindt de batterij met de belasting binnen een onbeduidende tijdsduur. Deze overdrachtstijd tussen de netvoeding en de batterij is doorgaans 10-25 ms en is afhankelijk van de halfgeleiders of elektronische vermogensschakelingen die het stroomverlies detecteren en de omschakeling uitvoeren.
Omdat de netvoeding bij normaal bedrijf rechtstreeks is aangesloten op de belasting, verschijnt elke vervorming zoals pieken, verzakkingen en ruis in de netvoeding duidelijk op de uitgang van de UPS. Er zijn echter UPS-systemen die een soort van stroomconditionering aan de uitgang uitvoeren. Line-interactieve UPS'en zijn zo'n speciaal type offline UPS'en die omgaan met kleine over- of onderspanningen die optreden in het lichtnet. Ze gebruiken een multi-tap autotransformator of buck-boost transformator om de ingangsnetspanning om te zetten in de juiste uitgangsspanning.
Figuur 01: Interactieve lijn UPS
Aangezien er een onvermijdelijke schakeltijd is in offline UPS'en, is er een duidelijke stroomonderbreking naar de aangesloten belastingen. Vandaar dat dit type UPS'en wordt gebruikt met belastingen zoals desktopcomputers, printers, noodverlichtingscircuits, enz.die zo'n kleine black-out aankunnen. Offline UPS'en zijn de goedkoopste van alle UPS'en omdat ze het eenvoudigste ontwerp hebben.
Wat is een online UPS?
Online UPS'en worden gebruikt om ononderbroken stroom te leveren. In tegenstelling tot offline UPS'en, sluit online UPS de netvoeding niet aan op de uitgang. In plaats daarvan levert het AC aan de belasting via de gelijkrichter-omvormercombinatie, terwijl tegelijkertijd de batterij wordt opgeladen. Bij een onderbreking werkt de gelijkrichter niet meer en de reeds op de omvormer aangesloten accubank levert stroom aan de belasting. Als gevolg hiervan zou er geen overstaptijd zijn in online UPS'en. Dit worden ook wel UPS'en met dubbele conversie genoemd, omdat de ingangswisselstroom door de gelijkrichter wordt omgezet in gelijkstroom en vervolgens door de omvormer weer in wisselstroom.
Figuur 02: Een vereenvoudigd diagram van een online UPS
In tegenstelling tot offline UPS, is de statische omschakelaar in online UPS'en normaal gesproken UIT. Het wordt alleen gebruikt wanneer er sprake is van overbelasting of wanneer een hoge inschakelstroom wordt getrokken door een aangesloten motor. In een dergelijke situatie detecteert het vermogenselektronische circuit dat is gekoppeld aan de statische schakelaar de hoge stroom en brengt de voeding over van de omvormer naar het net. Dit voorkomt mogelijke schade aan de interne hardware van UPS door de hoge stromen.
In online UPS'en moet de gelijkrichter zowel de belasting als de accubank van stroom voorzien om op te laden. Daarom moet de gelijkrichter een hogere belasting aankunnen en online UPS'en worden meestal geleverd met grote koellichamen. Bovendien zijn online UPS'en veel duurder in vergelijking met offline UPS'en. Ze worden gebruikt bij commerciële toepassingen en op plaatsen waar ononderbroken stroomvoorziening cruciaal is, zoals datacenters en intensive care-afdelingen van ziekenhuizen. Hoewel ze werden gebruikt voor toepassingen die meer dan 10 kW verbruikten, zijn dankzij de dramatische vooruitgang van de technologie en de verlaging van de kosten nu online UPS'en beschikbaar voor apparaten van zelfs minder dan 500 W. Hoewel er extra kosten zijn, bieden online UPS'en isolatie voor de belasting van de netvoeding. Elke spanningsvervorming in het lichtnet plant zich dus niet voort naar de uitgang en de voedingsspanning naar de belasting zal altijd schoon zijn.
Wat is het verschil tussen online en offline UPS?
Online versus offline UPS |
|
| Online UPS sluit de netvoeding niet aan op de belasting bij normaal bedrijf of bij uitval. De accubank is altijd aan, in lijn met de belasting. | De batterijbank van de offline UPS'en is in een normale situatie niet in lijn met de belasting. Het lichtnet is rechtstreeks aangesloten op de belasting. |
| Overzetten van normale naar back-upsituaties | |
| Omdat de batterij altijd is aangesloten op de belasting, is er geen overdrachtstijd bij online UPS'en. De omschakelaar verbindt de omvormer in normale toestand met de belasting. | Er is een milliseconde vertraging bij de overdracht als gevolg van detectie van de voedingslijn en schakelen door het vermogenselektronicacircuit. |
| Kosten | |
| De kosten van online UPS zijn hoger omdat de gelijkrichter is ontworpen om een hoog vermogen aan te kunnen voor het gelijktijdig opladen en laden van de batterij. | Offline UPS'en zijn relatief minder duur vanwege het eenvoudigere ontwerp. |
| Toepassingen | |
| Gevoelige en zeer kritische belastingen zoals medische instrumenten, datacenters worden aangedreven door online UPS'en. Door de scheiding van het lichtnet naar de belasting, zal er geen vervorming zijn aan de uitgang. | Offline UPS'en bieden geen isolatie. Daarom zal er een spanningsvervorming van de ingang zijn die wordt weerspiegeld op de uitgang bij normale werking van offline UPS. |
Samenvatting – Online versus offline UPS
UPS's zijn bedoeld om apparaten zonder onderbreking van stroom te voorzien bij stroomuitval of ernstige spanningsdalingen in de netvoeding. UPS'en zijn onderverdeeld in online en offline UPS'en, dit zijn statische UPS'en die werken op elektronische apparaten met halfgeleidervermogen. Online UPS'en kunnen ononderbroken stroom leveren zonder enige overdrachtsvertraging, omdat hun batterij altijd is aangesloten op de omvormer waardoor de belasting wordt gevoed, zelfs bij normaal bedrijf. Offline UPS'en daarentegen verbinden de netvoeding bij normaal bedrijf rechtstreeks met de belasting en laden de batterij op via de gelijkrichter. Bij een black-out verbindt de omschakelaar de omvormer met de belasting om wisselstroom te leveren van geconverteerd gelijkstroomvermogen in de batterij. Dit is het belangrijkste verschil tussen online en offline UPS. In tegenstelling tot offline UPS'en, bieden online UPS'en isolatie tussen de netvoeding en de belasting. Daarom wordt eventuele spanningsvervorming niet doorgegeven aan de uitgangsspanning door online UPS. Ten koste van spanningsvervorming zijn de kosten van offline UPS'en echter veel lager dan die van online UPS'en.
Download PDF-versie van online vs offline UPS
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienotities. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen online en offline UPS.
