אודות מכשירי UPS – ממש בקצרה

מהו UPS ?

המילה UPS הינה ר"ת באנגלית של “אספקת כח ללא הפרעה” Uninterruptible Power Supply.

כאשר עובדים בסביבת מכשירי חשמל, הפרעה באספקת מתח סדיר, עלולה לגרום לא רק עצירת עבודה, אלא גם תקלות ונזקים משמעותיים.

מחשבים עלולים להתקלקל אלקטרונית , לאבד נתונים (לעיתים ללא יכולת שחזור). מכשירים קריטיים  במהלך פעולה קריטית, יכולים לעצור פעולה, לאבד נתונים , לקבל תוצאות שגויות, לעצור ניסוי ארוך …

שלא לדבר על מכשירים העוסקים בפעילות מצילת חיים.

איך פועל UPS ?

מכשיר UPS מחובר קבוע לרשת החשמל ומכיל סוללות שנועדו לספק חשמל במקרה והמתח נופל. מכשיר הצרכן מחובר אל ה-UPS.

כאשר UPS מזהה נפילת מתח רשת, הוא יספק לצרכן חשמל מסוללות הגיבוי שלו.

זמן המעבר

באירוע אובדן אספקת חשמל מרשת חוטית, אספקת חשמל תעבור לסוללות UPS. 

למכשיר UPS לוקח זמן מסויים לזהות את האירוע ולהעביר את הצרכן לסוללה.

זמן המעבר הינו אחד הנתונים החשובים ביותר למשתמש להחליט איזה מכשיר נדרש ליישום.

אילו סוגי UPS קיימים ?

עולם מכשירי המחשוב המשרדיים והעסקיים בד"כ צורך חשמל חד-פאזי בהספק עד 10KVA.

בעולם החד פאזי, קיימים 3 סוגי UPS אופיניים.

* Standby (offline)

* Line-Interactive

* Online Double Conversion

מכשיר Standby UPS

המכשיר הבסיסי ביותר. בפעולה רגילה המכשיר בודק את זרימת החשמל והמתח, ואם מזהה חריגה באספקת זרם (לא רק הפסקה, אלא קפיצות חריגות), יבצע מיתוג ויפעיל אספקה מהסוללה.

זמן המעבר מרשת חוטית לסוללה יכול לקחת מספר מילי-שניות. מתאים למכשירים שעבורם אובדן חשמל למספר מילי שניות לא יגרום נזק ממשי.

למשל מחשב שולחני שיקבל התראה ויעבור למצב של סגירה מסודרת לאחר מספר דקות עבודה, טלויזיות, מרכזיית טלפון וכדומה.

מכשיר Line Interactive UPS

בנוסף ליכולות הבסיסיות של מיתוג לסוללה בעת אירוע חריג, מכשיר זה מציג יכולת התערבות בהפרעות אספקת מתח (לעיתים מכונה AVR -  Automatic Voltage Regulation).

במקרים חריגים המכשיר יבצע רמה מסוימת של ייצוב במתח. בימינו אלו המכשירים היותר מקובלים בסביבה משרדית ממוחשבת. הם מציעים הגנה טובה יותר ממכשיר Standby.

מכשיר Online Double Conversion UPS

מכשיר UPS המציע הגנה הכי טובה מהפרעות אספקת מתח. המכשיר מקבל זרם חילופין AC מהרשת, ממיר אותו לזרם ישר DC, ואז ממיר שנית לזרם חילופים AC. מכאן שמו “המרה כפולה”.

המכשיר מבצע ניטור קבוע על כל אספקת המתח המגיע לצרכן וכך מתקבל זרם נקי מהפרעות ורעשים חשמליים. 

איזה UPS לבחור ?

הנתון החשוב הראשון , הוא זמן המעבר.

יש לענות על השאלה, מה יקרה אם UPS לא יזהה מספיק מהר את ההפרעה באספקת מתח ? 

אם התשובה -  עלול להיווצר נזק משמעותי , אז כדאי לוותר על מכשיר Standby הסטנדרטי ולשקול בחירה בין Line Interactive או אפילו Online Double Conversion.

מכשיר Line Interactive יציע הגנה טובה מאד אך לא מונע ב-100% אירועי הרמוניה חשמלית , רעשים חשמליים ושינויי תדר מסוימים. 

מכשיר On Line double Conversion מציג אספקת מתח נקיה מרעשים מכל להסוגים, כולל הרמוניה חשמלית (חיוני להגנה על מכשירי אלקטרוניקה זרם נמוך ). המכשיר אמנם יקר יותר ברכישה, אך חוסך בלאי סוללה כי מבצע העברת לסוללה בפחות מקרים ממכשירים אחרים.

איזה הספק UPS הנדרש ?

חשוב לבחור UPS בהספק המתאים למכשיר המחובר אליו. רצוי UPS בעל הספק גדול לפחות ב-20% מצריכה בפועל של המכשיר המחובר.

ומדוע מודגש בפועל ? הספק עבודה אמיתי של מחשב , אינו הספק נקוב של ספק הכח. קיימת נטיה לרכוש מחשבים מצוידים בספקי כח גדולים. אפילו גדולים מדי ולפעמים בפער עצום.

למשל, מחשב משרדי בסיסי צורך הספק עד 250W, אך במחשבים רבים נמצא ספק כח 600W ולעיתים אף יותר. נוכחות ספק גדול לא תשנה את העובדה שהמחשב צורך עד 250W.

רכישת UPS בהספק 300W או 500VA תספיק למחשב כזה, בעוד שרכישה לפי ערך נקוב של ספק הכח תצביע שלא לצורך על מכשיר יקר 1000VA.

בהספקים נמוכים זה לא נורא , גם לא יקר. נקבל יתירות של זמן גיבוי מסוללה בעת אירוע. 

שונה המצב במחשבי תחנות עבודה הדורשים ספקי כח גדולים.  למשל תחנת עבודה עם כרטיס גרפי GPU RTX4070. מחשב כזה מומלץ לרכוש עם ספק כח 750W.

למען היתירות יש הרוכשים עם ספק 850W ואפילו 1000W. רכישת UPS לפי ערך נקוב של ספק הכח תהיה בעלת משמעות כספית גדולה.

עבור צריכה אמיתית 750W מומלץ UPS 900W , בעוד שרכישה לפי ערך נקוב של ספק כח, תבציע על מכשיר יקר 900W ואף 1200W.

רכישת UPS גדול מדי ?

טכנית זו אינה החלטה שגויה. בעת אירוע הצרכן יקבל יותר זמן מסוללה. אך רצוי לקחת תבחשבון מחיר, מיקום , נוחות ורעש.

לגבי רעש מאוררי קרור. מכשירי UPS גדולים זקוקים לקרור טוב, עוצמת רעש המאוררים דורשת התייחסות.

דוגמא: במשרד 3 מחשבים קרובים. כל מחשב יכול להסתפק מכשיר 700VA. האם לרכוש 3 מכשירי 700VA או 1 בהספק 2200VA ?

בדוגמא זו, ברכישת מכשיר אחד יש חסכון כספי מסוים. אך המכשיר בעל קרור אקטיבי ורעש המאוררים חזק משל מכשיר שקט 700VA.

גם נושא מיקומו, להגיע עם כבל לשקעים, לכל 3 המחשבים בנוחות דורשת התחשבות.

זמן עבודה מסוללה

הפקטור הפחות חשוב לבחירת UPS. מכשיר UPS אינו גנרטור.

מכשיר UPS נועד להגן על מכשיר ולמנוע נזקים מהפרעות אספקת חשמל. זמן העבודה הנדרש מסוללה צריך להספיק להשלמת משימה וכיבוי מסודר של המכשיר כדי למנוע נזק מתנודות חשמליות.

זמן זה בדרך כלל נמדד בכמה עשרות דקות בהתאם להספק הנדרש ע"י הצרכן.