Mezi nejnovější generaci UPS patří modely, které nabízejí multi-modový provoz, často nazývaný „eco-mode" - „ekorežim", nebo „režim s vysokou účinností". Tyto UPS fungují v režimu s vysokou účinností do okamžiku, kdy nevyhovující poměry na napájecím přívodu opravňují k přepnutí na režim dvojité konverze poskytující vyšší ochranu napájených zařízení.

Nové multi-modové UPS kombinují to nejlepší z jednoduché a dvojité konverze a poskytují výhody obou. Kdykoli rychlé detekční obvody UPS zjistí změnu podmínek, systém automaticky odpovídajícím způsobem změní svůj režim činnosti:

• Normální podmínky: pokud jsou podmínky na napájecím přívodu v přijatelných mezích, pracuje multi-modová UPS jako systém s vysokou energetickou účinností - stabilizuje napětí v bezpečných mezích a řeší obecné nepravidelnosti zjištěné na přívodu z elektrorozvodné sítě.
• Proměnlivé, nebo pomíjející poruchy: pokud vstupní AC napětí vybočí z předem nastavených mezí pro interaktivní režim činnosti, přepne se systém do režimu s dvojitou konverzí. UPS zpracovává vstupní napájení pomocí usměrňovače a invertoru, při čemž zcela izoluje IT zařízení od vstupního napájecího AC zdroje.
• Výpadek napájení, nebo trvalé nepravidelnosti napájení: pokud je vstupní AC napájení mimo tolerance vstupního usměrňovače dvojité konverze (nebo pokud napájení úplně vypadne) použije UPS pro dodávku energie baterii, aby udržela napájení zátěže na výstupu. Po naběhnutí motorgenerátoru a obnovení AC napájení přepne UPS do režimu dvojité konverze až do doby, kdy se napětí z motorgenerátoru dostatečně stabilizuje, aby bylo možné se vrátit k režimu s vysokou energetickou účinností.

Tato nová multi-modová technologie poskytuje přesně úroveň ochrany požadovanou v daný okamžik. UPS nepracuje v režimu s nižší účinností a nejvyšší úrovní ochrany napájení pokud to není nutné. Při ceně energie, která představuje sama o sobě nejvyšší položku v provozu IT, jsou přínosy této strategie z hlediska efektivity podstatné. I malé datové centrum může ušetřit desítky tisíc korun ročně na účtech za elektřinu. Pro velká datová centra to znamená za stejné období úsporu desítek milionů korun, aniž by došlo ke zhoršení parametrů či spolehlivosti.

Obr. 1 Vnitřní zapojení multi-modové Eaton® UPS s vysokou energetickou účinností

• UPS s dvojitou konverzí, multi-mode režimem činnosti a vysokou energetickou účinností dodávají napájení v tolerancích ITIC, je-li vstupní napětí v přednastavených tolerancích UPS. Pokud vstupní AC napětí z těchto mezí vybočí, použije UPS automaticky režim dvojité konverze, aby udržela výstup v mezích ITIC specifikace. Ve výsledku je doba, i četnost využívání baterie podobná, jako u UPS s dvojitou konverzí a v některých případech může být i nižší.
  Některé konstrukce větších systémů dovolují nastavit toleranční okno výstupního napětí, takže systém může být využíván k napájení i jiných, než IT zařízení, tj. zařízení, majících užší tolerance napájecího napětí. Při tom zůstávají nadále zachovány výhody vyšší provozní účinnosti.
• Moderní UPS s dvojitou konverzí, multi-modovým režimem a vysokou energetickou účinností přepínají do režimu zálohování za 1-3ms, což je doba, která je s rezervou v nejnižší části křivky nárazového proudu typické PSU. Výsledný nárazový proud je menší, než 200% normální hodnoty špičkového proudu a s tím se baterie a invertor po krátkou dobu snadno vypořádají.
  Multi-modové systémy Eaton pracují velmi odlišným způsobem od typických UPS s dvojitou konverzí, u kterých je inzerována možnost „provozního režimu s vysokou účinností" nebo „eko režimu" ze dvou důležitých důvodů. Typické UPS, upravované pro výše uvedené režimy činnosti:
  
  • V režimu s vysokou účinností fungují jako standby systémy (místo jako interaktivní), což snižuje úroveń jejich ochrany.
  • Přepnutí do režimu dvojité konverze u nich vyžaduje čas 5-12ms, způsobený buď transformátory, použitými v konstrukci UPS, nebo zpožděním v detekčních obvodech zjišťujících problémy na napájecím přívodu. Takto dlouhá doba přepnutí může způsobit porušení dat, nebo odstavení IT zařízení.
  V režimu standby nemusí být UPS schopna po ztrátě AC napájení okamžitě synchronizovat invertor, čímž dojde ke zpoždění přepnutí. Další problém vzniká, jsou-li invertor a usměrňovač izolovány od vstupního AC napájení, protože to nezaručuje patřičnou ochranu klíčové zátěže před přechodovými jevy.
  Efektivní multi-modový systém musí vždy sledovat AC vstup a synchronizovat s ním invertor tak, aby při ztrátě AC napájení mohl invertor okamžitě převzít napájení zátěže s minimálním přerušením na výstupu. Invertor a usměrňovač musí být navíc neustále připraveny chránit zátěž před přechodovými jevy a reagovat na výpadek AC napájení s odezvou v řádu mikrosekund.

Hladký přechod na napájení z motorgenerátoru a zpět
Jak se UPS vypořádá při dlouhodobých výpadcích elektrorozvodné sítě s přechodem na napájení z motorgenerátoru? Přechod nemusí být bez problémů, protože napětí a kmitočet dieselagregátu může být po startu a při zahřívání nestabilní. UPS s dvojitou konverzí a UPS s dvojitou konverzí, multi-modovým režimem a vysokou energetickou účinností používají nadále usměrňovač i v případě, že motorgenerátor má při náběhu a zahřívání (nebo v případě, že se na motorgenerátor opakovaně připojují a odpojují jiné zátěže) nestabilní výstupní napětí, nebo kmitočet, aniž by přepnuly na zálohování z baterie. Protože vstupní usměrňovač převádí AC napájení na DC, je doba chodu UPS na baterie v těchto situacích nejkratší.

Eaton Electric, s.r.o.
V Parku 2336/22
148 00 Praha-Chodov
www.eaton.cz