Differenza chiave – UPS online vs offline
L'UPS o Uninterrupted Power Supply è un dispositivo che fornisce energia a carichi critici che dovrebbero funzionare continuamente senza interruzioni, anche durante un'interruzione di corrente. Gli UPS sono di due tipi: di tipo rotativo/meccanico, che include motori e generatori come fonte di alimentazione, e gli UPS statici, che forniscono alimentazione di backup tramite un banco di batterie e funzionano con dispositivi elettronici di potenza. Gli UPS online e offline sono classificati in UPS statici a seconda della loro funzionalità. Il differenza fondamentale tra UPS online e offline è quello Gli UPS offline alimentano il carico direttamente dalla rete quando è disponibile l'alimentazione principale, mentre gli UPS online forniscono alimentazione al carico tramite una combinazione raddrizzatore-inverter senza collegare il carico direttamente alla rete.
Cos'è un UPS offline?
Il termine offline significa che il banco batterie non è collegato (off-line) al carico durante il normale funzionamento quando l'alimentazione di rete è disponibile. In questa situazione, l'alimentazione di rete è collegata direttamente all'uscita del carico tramite un interruttore di trasferimento statico normalmente attivo. Quando l'alimentazione di rete è disponibile, la batteria di backup viene caricata in CC tramite un'unità di ricarica costituita da un circuito raddrizzatore.
In caso di interruzione dell'alimentazione o di una forte sottotensione/sovratensione, l'interruttore statico scollega l'alimentazione principale dal carico e collega la batteria al carico in un intervallo di tempo insignificante. Questo tempo di trasferimento da rete a batteria è in genere di 10-25 ms e dipende dai semiconduttori o dai circuiti elettronici di potenza che rilevano la perdita di alimentazione di rete ed eseguono la commutazione.
Poiché l'alimentazione di rete è collegata direttamente al carico durante il normale funzionamento, sull'uscita dell'UPS appare ovviamente qualsiasi distorsione come picchi, abbassamenti e rumore nella rete. Tuttavia, ci sono sistemi UPS che eseguono una sorta di condizionamento dell'alimentazione in uscita. Gli UPS interattivi di linea sono un tipo speciale di UPS offline che si occupa di piccole sovratensioni o sottotensioni che si verificano nella rete. Impiegano un autotrasformatore multi-tap o un trasformatore buck-boost per convertire la tensione di rete in ingresso nella tensione di uscita corretta.
Figura 01: UPS Line Interactive
Poiché c'è un tempo di commutazione inevitabile negli UPS offline, c'è un'evidente blackout di alimentazione ai carichi collegati. Pertanto, questo tipo di UPS viene utilizzato con carichi come computer desktop, stampanti, circuiti di illuminazione di emergenza, ecc.che sono in grado di gestire un blackout così piccolo. Gli UPS offline sono i più economici tra tutti gli UPS poiché hanno il design più semplice.
Cos'è un UPS online?
Gli UPS online vengono utilizzati per fornire alimentazione ininterrotta. A differenza degli UPS offline, l'UPS online non collega l'alimentazione di rete all'uscita. Invece, fornisce AC al carico attraverso la combinazione raddrizzatore-inverter, caricando contemporaneamente la batteria. In caso di interruzione il raddrizzatore smette di funzionare e il banco batterie già collegato all'inverter fornisce alimentazione al carico. Di conseguenza, non ci sarebbe alcun tempo di trasferimento negli UPS online. Questi sono anche chiamati UPS a doppia conversione, poiché l'ingresso CA viene convertito in CC dal raddrizzatore e quindi di nuovo in CA dall'inverter.
Figura 02: Un diagramma semplificato di un UPS online
A differenza degli UPS offline, l'interruttore di trasferimento statico negli UPS online è normalmente OFF. Viene utilizzato solo in presenza di una condizione di sovraccarico o quando un motore collegato assorbe una corrente di spunto elevata. In tale situazione, il circuito elettronico di potenza associato all'interruttore statico rileva l'elevata corrente e trasferisce l'alimentazione dall'inverter alla rete elettrica. Ciò impedisce un possibile danno all'hardware interno dell'UPS a causa delle correnti elevate.
Negli UPS online, il raddrizzatore deve fornire alimentazione al carico e al banco batterie per la ricarica. Pertanto, il raddrizzatore dovrebbe gestire un carico maggiore e gli UPS online di solito sono dotati di grandi dissipatori di calore. Inoltre, gli UPS online sono molto più costosi rispetto agli UPS offline. Sono utilizzati con applicazioni commerciali e luoghi in cui l'alimentazione ininterrotta è fondamentale, come data center e unità di terapia intensiva ospedaliera. Sebbene siano stati utilizzati per applicazioni che consumavano più di 10 kW, con il notevole progresso della tecnologia e la riduzione dei costi, gli UPS online sono ora disponibili per dispositivi anche inferiori a 500 W. Sebbene vi sia una spesa aggiuntiva, gli UPS online forniscono l'isolamento del carico dall'alimentazione di rete. Pertanto, qualsiasi distorsione di tensione nella rete non si propaga all'uscita e la tensione di alimentazione al carico sarà sempre pulita.
Qual è la differenza tra UPS online e offline?
UPS online vs offline |
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| L'UPS online non collega l'alimentazione di rete al carico durante il normale funzionamento o interruzioni. Il banco batterie è sempre acceso, in linea con il carico. | Il banco batterie degli UPS offline non è in linea con il carico in una situazione normale. La rete è collegata direttamente al carico. |
| Trasferimento da situazioni normali a situazioni di backup | |
| Poiché la batteria è sempre collegata al carico, non c'è tempo di trasferimento coinvolto negli UPS online. Il commutatore di trasferimento collega l'inverter al carico in condizioni normali. | C'è un millisecondo di ritardo nel trasferimento dovuto al rilevamento della linea di alimentazione e alla commutazione da parte del circuito dell'elettronica di potenza. |
| Costo | |
| Il costo dell'UPS online è maggiore poiché il raddrizzatore è progettato per gestire un'elevata potenza per la carica simultanea di carica e alimentazione del carico. | Gli UPS offline sono relativamente meno costosi grazie al design più semplice. |
| Applicazioni | |
| I carichi sensibili e altamente critici come strumenti medici e data center sono alimentati da UPS online. A causa dell'isolamento dalla rete al carico, non ci sarà alcuna distorsione in uscita. | Gli UPS offline non forniscono isolamento. Pertanto, si verificherà una distorsione di tensione dell'ingresso riflessa sull'uscita durante il normale funzionamento dell'UPS offline. |
Riepilogo – UPS online vs offline
Gli UPS hanno lo scopo di fornire alimentazione ai dispositivi senza interruzioni in caso di interruzione di corrente o forti cali di tensione nell'alimentazione di rete. Gli UPS sono classificati in UPS online e offline, che sono UPS statici azionati su dispositivi elettronici di potenza a semiconduttore. Gli UPS online sono in grado di fornire energia ininterrotta senza alcun ritardo di trasferimento poiché la loro batteria è sempre collegata all'inverter attraverso il quale viene alimentato il carico anche durante il normale funzionamento. Al contrario, gli UPS offline collegano direttamente l'alimentazione di rete al carico durante il normale funzionamento e caricano la batteria attraverso il raddrizzatore. In caso di blackout, l'interruttore di trasferimento collega l'inverter al carico per fornire alimentazione CA dalla corrente CC convertita nella batteria. Questa è la principale differenza tra UPS online e offline. A differenza degli UPS offline, gli UPS online forniscono l'isolamento tra l'alimentazione di rete e il carico. Quindi qualsiasi distorsione di tensione non viene trasmessa alla tensione di uscita dall'UPS online. Tuttavia, a scapito della distorsione di tensione, il costo degli UPS offline è molto inferiore rispetto agli UPS online.
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