Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol przekaźniki
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

TechEkspert 19 Sie 2019 12:06 3636 43
  • Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell
    Znajdziecie tutaj praktyczne porównanie właściwości zasilaczy awaryjnych UPS online (VFI) oraz offline - line interactive (AVR). Urządzenia Micropower 1000VA oraz RTII 1000VA udostępnił nam producent Green Cell. Nie będziemy tu poruszać tematu podstaw dotyczących zasilaczy UPS, lecz skupimy się na praktycznych próbach i eksperymentach z tym sprzętem. Podstawowe informacje o zasilaczach awaryjnych znajdziecie tutaj: wszystko o UPSach.

    Zajrzymy do wnętrza obu udostępnionych urządzeń i porównamy ich konstrukcję wewnętrzną. W materiale znajdziecie także filmy nagrane podczas testów i po otwarciu obudowy urządzeń.

    UPS offline line-interactive Green Cell Micropower 1000VA
    Zgodnie ze specyfikacją producenta jest to UPS o mocy wyjściowej 1000VA / 600W. Energia na czas pracy awaryjnej zgromadzona jest w dwóch szeregowo połączonych akumulatorach AGM 12V/7Ah. W UPSach tej klasy często stosowany jest pojedynczy akumulator 12V. Zwiększone napięcie pozwala na pracę z mniejszym prądem rozładowującym akumulatory, otrzymujemy także więcej Wh. Na potrzeby własne zasilacz awaryjny pobiera 20-50W (w zależności od stopnia naładowania akumulatorów). Konstrukcja urządzenia jest kompaktowa, UPS jest cichy (brak wymuszonego chłodzenia), jednak warto zapewnić mu dobrą wentylację, aby m.in. przedłużyć żywotność akumulatorów. Podświetlany wyświetlacz LCD jest bardzo czytelny i dostarcza informacji o trybie pracy, napięciu wejściowym i wyjściowym, poziomie naładowania akumulatora, mocy odbieranej z UPSa. Urządzenie posiada tylko jeden przycisk włącz/wyłącz. Być może przydałby się dodatkowy przycisk testu UPS/akumulatorów?

    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Z tyłu UPSa znajdują się dwa rodzaje gniazd, co przyda się szczególnie w domowych zastosowaniach, gdzie poza wtykami IEC C-13 spotkamy często wtyczki Schuko. Na tylnej ściance zamontowany jest bezpiecznik obwodu wejściowego, złącze USB do komunikacji z oprogramowaniem oraz ochronnik przeciwprzepięciowy ze złączem 8P8C (RJ45). W ochronniku połączone są wyprowadzenia 1-6, wyprowadzenia 4-5 są zamienione. Konstrukcja opiera się o diody i warystory. Można przypuszczać, że jest to ochronnik dedykowany dla FastEthernet i urządzeń telekomunikacyjnych, np. modemów ADSL.

    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Oprogramowanie realizuje zakładane funkcje, natomiast moim zdaniem można w przyszłości nieco odświeżyć interfejs aplikacji:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Testy praktyczne UPSa offline
    Cechą charakterystyczną UPSów offline jest krótka przerwa w zasilaniu odbiorów po zaniku zasilania sieciowego. Jest to związane z (najczęściej) przekaźnikowym odłączeniem odbiorów od sieci, uruchomieniem źródła napięcia awaryjnego i przełączeniem odbiorów na nowe źródło zasilania. Podobnie powrót na napięcie sieciowe wymaga operacji łączeniowych z wykorzystaniem przekaźników. Czas przełączenia nie przekracza zwykle 10ms.

    Tak wygląda moment przełączenia UPS offline z sieci na pracę bateryjną i powrót na zasilanie sieciowe:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Charakterystyczna dla UPS offline krótkotrwała przerwa w zasilaniu odbiorów podczas przełączenia na pracę bateryjną, nie powinna mieć wpływu na działanie podłączonych urządzeń o mniejszej mocy (ze względu na energię zgromadzoną w "nadmiarowych pojemnościach" układów zasilania tych urządzeń). W urządzeniach większej mocy i odbiorach krytycznych lepiej zastosować UPS online. W skrócie: niewielkiej mocy przełącznik sieciowy, rejestrator CCTV, a nawet mały NAS czy komputer nie powinien "zauważyć" przerwy w zasilaniu. Natomiast przy urządzeniach krytycznych dla funkcjonowania firmy oraz pobierających większą moc, np. macierz dyskowa, przełącznik PoE zasilający kilkanaście, a nawet kilkadziesiąt urządzeń lepiej zastosować UPS online. Jest to bardzo ogólna zasada, od której znajdą się odstępstwa, ale od czegoś trzeba zacząć wybór zasilacza awaryjnego. UPSy offline posiadają zwykle prostszą konstrukcję, niższą moc, a także niższą cenę niż zasilacze online. Proste UPSy offline zwykle nie posiadają możliwości podłączenia zewnętrznych baterii akumulatorów, celem wydłużenia pracy po zaniku zasilania sieciowego.

    UPS offline nie przetwarza energii podczas pracy sieciowej (poza trybem AVR), co skutkuje wysoką sprawnością. Wejście zasilania jest połączone przekaźnikiem z wyjściem, natomiast straty to głównie zasilanie elektroniki UPSa i ładowanie baterii. Aby porównać urządzenie z UPS online, można oszacować jego sprawność przy różnych mocach pobieranych przez odbiorniki. Zwiększenie "sprawności" przy większych mocach będzie wynikało głównie z coraz mniejszego udziału mocy na potrzeby własne UPS w całkowitej mocy pobieranej z sieci. Bardzo "grube" oszacowanie, ale da nam porównanie z urządzeniami online.

    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Na wejściu szacujemy moc czynną przy pomocy watomierza (oraz kontrolujemy moc pozorną multimetrami, aby zweryfikować czy wskazania niezbyt dokładnego watomierza są we właściwym rzędzie wielkości). Na wyjściu mierzymy moc pozorną, ponieważ odbiornik ma charakter rezystancyjny, możemy założyć że VA ~ W. Wyniki będą oczywiście różniły się, gdy pracę podejmie ładowarka akumulatorów. Oszacowanie było prowadzone przy naładowanych akumulatorach (czyli typowych warunkach pracy UPS). Tak czy inaczej otrzymujemy zakres sprawności 85-96%, co nie powinno być zaskoczeniem, gdy znamy sposób działania urządzenia.

    Z UPSa udało się pobrać deklarowaną moc 600W, ale na zdjęciu widzicie na wejściu pobór mocy 800W - co się wtedy wydarzyło?
    UPS zareagował prawidłowo i po chwili wyłączył zasilanie odbiorów. Taka możliwość chwilowego przeciążenia jest bardzo istotna, gdy np. podłączamy urządzenie ze sporą wartością pojemności wejściowej i dużym prądem podczas załączenia.

    Działanie układu AVR w UPS offline line-interactive
    Układ regulacji napięcia wyjściowego można porównać do autotransformatora podłączanego na wyjściu urządzenia. W zależności od napięcia wejściowego można dodawać napięcie do wyjścia lub odejmować, gdy napięcie wejściowe jest zbyt wysokie. Dodawane lub odejmowane napięcie podczas testów wynosiło ~37V.
    W przypadku testowanego urządzenia można wyróżnić trzy stany pracy z napięciem wejściowym:
    Napięcie wejściowe 210-255V: wejście połączone z wyjściem przekaźnikami.
    Napięcie wejściowe 209-175V: aktywny układ AVR napięcie wyjściowe 246-205V.
    Napięcie wejściowe >255V : aktywny układ AVR napięcie wyjściowe >218V.

    Przejście na pracę bateryjną następuje przy napięciu wejściowym <175V. Przejścia między stanami wykonywane są z odpowiednią histerezą, aby nie destabilizować pracy urządzenia przy wahaniach napięcia.

    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Konsekwencje prostokątnego kształtu napięcia wyjściowego UPSa offline
    Niesinusoidalny kształt napięcia powoduje, że nie każdy odbiornik będzie prawidłowo współpracował z tego typu UPSem. Prostokątny kształt napięcia wyjściowego upraszcza konstrukcję, obniża koszt urządzenia, dla wielu urządzeń nie będzie istotnie wpływał na ich pracę. Sprawdźmy w praktyce konsekwencje zasilania odbiornika niesinusoidalnym napięciem.

    Po przełączeniu widoczne jest chwilowe zwiększenie amplitudy sygnału prostokątnego:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Gdy po ustabilizowaniu się amplitudy napięcia wyjściowego, porównamy wartości RMS napięcia sieciowego i tzw. "aproksymowanej sinusoidy", okazuje się, że wartości są zbliżone 227V - 232V:

    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Dla wartości Vpp występują większe różnice: 648V - 776V.

    Pierwsze zaskoczenie może nastąpić, gdy wykorzystamy multimetr bez funkcji trueRMS (lub podłączone urządzenie określa poziom napięcia wejściowego we właściwy sposób tylko dla sinusa). Pomiar będzie zafałszowany:

    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Drugi przykład to zasilacze transformatorowe bez stabilizacji. Napięcie wyjściowe takiego zasilacza może wzrosnąć przy zasilaniu napięciem prostokątnym. Sprawdziłem efekt na zasilaczu 12V 1A.
    Przy zasilaniu sieciowym napięcie wyjściowe przy pracy jałowej 17.5V, przy podłączonym na wyjściu rezystorze 200om 16V.
    Po zasileniu napięciem prostokątnym odpowiednio 21V i 19V.

    Wprawdzie w większości obecnie stosowane są zasilacze impulsowe, jednak warto mieć świadomość takiego efektu.

    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    W sieciowym zasilaczu impulsowym na wejściu znajdziecie prostownik i kondensator elektrolityczny. Napięcie stałe po wyprostowaniu napięcia sieciowego może sięgać na takim kondensatorze, np. 318V. Sprawdziłem w praktyce, że zasilanie napięciem prostokątnym może zwiększyć napięcie na kondensatorze do nawet 400V (w stanie jałowym) i do 350V przy obciążeniu zasilacza:

    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Takie zjawisko występuje praktycznie w każdym UPSie z niesinusoidalnym kształtem napięcia wyjściowego. Zwykle przyjmowałem to jako cechę, ale teraz mamy możliwość zapytania inżynierów R&D firmy Green Cell.

    Czy jest możliwe zniwelowanie zjawiska zwiększonego napięcia na kondensatorze przetwornicy flyback zasilonej z UPS o prostokątnym kształcie napięcia wyjściowego, poprzez zmianę w firmware lub hardware udostępnionego zasilacza UPS?
    Czy przy założeniu krótkotrwałej pracy w trybie bateryjnym, to zjawisko może mieć jakiekolwiek długofalowe skutki?


    Podsumowanie dla zasilacza UPS offline line-interactive Green Cell Micropower 1000VA:
    Korzystna cena, wysoka sprawność, kompaktowe wymiary, układ AVR,
    polecany do urządzeń mniejszej mocy, niewrażliwych na chwilową przerwę zasilania, oraz prostokątny kształt napięcia zasilającego.
    W przyszłości przydałoby się odświeżenie oprogramowania, oraz być może dodatkowy przycisk "test".

    Poniżej film z testów praktycznych UPSów offline i online:

    Link


    UPS online Green Cell RT 1000VA
    Urządzenie przeznaczone jest do montażu w szafie RACK lub jako wolnostojące (sposób wyświetlania danych na wyświetlaczu możemy obrócić zmieniając konfigurację programową). Jest to UPS online VFI (Voltage Frequency Independent) o mocy wyjściowej 1000VA / 900W, oraz sinusoidalnym kształcie napięcia wyjściowego. Podczas przełączenia na pracę akumulatorową nie wystąpi przerwa w zasilaniu odbiorów. UPS w trybie pracy bateryjnej wytwarza napięcie sinusoidalne, więc efekty związane z prostokątnym kształtem napięcia wyjściowego nie występują jak miało to miejsce w modelu offline. Kształt, amplituda i częstotliwość napięcia wyjściowego jest niezależna od parametrów napięcia wyjściowego. Jest to urządzenie innej klasy niż testowany UPS offline. UPS posiada bardziej złożoną konstrukcję, co generuje większy koszt urządzenia, ale cechy funkcjonalne pozwalają na zasilanie urządzeń większej mocy istotnych dla funkcjonowania firmy.
    Energia na czas pracy awaryjnej zgromadzona jest w dwóch akumulatorach AGM 12V/9Ah, możliwe jest podłączenie zewnętrznych pakietów akumulatorów wydłużających czas podtrzymania napięcia wyjściowego. Na potrzeby własne UPS pobiera 40-80W (w zależności od stopnia naładowania akumulatorów).
    Urządzenie o wysokości 2U, wyposażone w wymuszone chłodzenie.
    Podświetlany wyświetlacz LCD jest bardzo dobrze czytelny, jednak w tej klasie urządzenia przydałby się wyświetlacz graficzny prezentujący pełne nazwy funkcji zamiast skrótów. Być może w kolejnej wersji urządzenia znajdziemy wyświetlacz graficzny OLED lub chociaż LCD alfanumeryczny? Wyświetlacz i przyciski na panelu pozwalają na kontrolę parametrów pracy urządzenia oraz zmianę ustawień konfiguracji.

    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Z tyłu UPSa znajdują się dwa segmenty gniazd. Segment pierwszy może być odłączony przy określonym poziomie rozładowania akumulatorów, natomiast drugi segment może kontynuować zasilanie odbiorów krytycznych, aż do rozładowania akumulatorów i wyłączenia urządzenia. Na tylnej ściance znajdziemy bezpiecznik na obwodzie wejściowym, złącze USB i RS232 do komunikacji z oprogramowaniem (to samo co w modelu offline) oraz ochronnik przeciwprzepięciowy ze złączem 8P8C/RJ45 (taki sam jak w modelu offline).
    Do celów zarządzania serwerami (np. kilka podłączonych odbiorów) oraz zarządzania wieloma UPSami przydałoby się bardziej rozbudowane oprogramowanie. UPS dysponuje złączem karty SNMP, która podłączona do sieci LAN pozwala na monitorowanie i zarządzanie UPSem z wykorzystaniem komunikacji IP. To może być sposób na rozwinięcie funkcji poza możliwości dołączonego oprogramowania. Karta SNMP v3 NetAgent MiniGo DY801, Karta SNMP NetAgent MiniGo DL801.

    Testy praktyczne UPSa online
    Przełączenie UPSa na pracę bateryjną jest niezauważalne dla odbiorów:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    W UPS VFI (z podwójnym przetwarzaniem) należy spodziewać się większych strat na konwersji energii oraz większej mocy na potrzeby własne. Jest możliwość zredukowania niewielkich strat na przetwarzaniu poprzez uruchomienie trybu ECO. W takim trybie oszczędzania energii UPS załącza wewnętrzny bypass przy prawidłowych parametrach napięcia wyjściowego podając napięcie wejściowe na wyjście (podobnie jak w UPS offline). Przy zaniku napięcia sieciowego UPS wyłączy bypass i uruchomi falownik, będzie to skutkowało krótką przerwą w zasilaniu.

    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Czy oszczędność w trybie ECO jest warta rezygnacji z zalet topologii online?
    Jak zwykle zależy to od konkretnego przypadku, jednak gdy ograniczenie strat nie jest priorytetem, warto wybrać tryb online.

    Podobnie jak w przypadku UPS offline, poniżej znajdziecie zgrubne oszacowanie sprawności UPS online i w trybie ECO:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Napięcie wyjściowe może mieć inną wartość oraz inną częstotliwość niż napięcie sieciowe (np. na wejściu 50Hz 230V, a na wyjściu 60Hz 200V)
    lub może być zsynchronizowane z napięciem wejściowym, co np. zmniejsza stany nieustalone przy załączaniu bypassu.
    Przy obciążeniu mocą powyżej nominalnych 900W UPS pozwala na chwilowe przeciążenie falownika.

    Podsumowanie dla zasilacza UPS online Green Cell RT 1000VA
    Brak przerwy przy przełączaniu na pracę bateryjną, sinusoidalny kształt napięcia wyjściowego, możliwość podłączenia akumulatorów zewnętrznych, opcja podłączenia karty sieciowej SNMP. UPS przeznaczony do montażu w szafie RACK lub jako wolnostojący,
    polecany do urządzeń większej mocy, istotnych dla funkcjonowania firmy.
    W przyszłości przydałaby się wymiana modułu wyświetlacza na graficzny lub alfanumeryczny wyświetlający komunikaty w postaci pełnych słów. Przy większej liczbie UPSów przydałoby się oprogramowanie scentralizowanego zarządzania odbiorami i źródłami zasilania awaryjnego.

    Konstrukcja wewnętrzna UPSów
    Dostęp do wnętrza UPSa offline jest bardzo łatwy, obudowa zamocowana jest czterema wkrętami:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Wewnątrz widoczne główne źródło masy urządzenia :) czyli akumulatory oraz transformator.

    Na płytce elektroniki widoczny falownik oraz zespół przekaźników do wykonywania operacji łączeniowych:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Płytka interfejsu USB:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Wnętrze UPS online skrywa bardziej złożoną konstrukcję:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell
    Widoczne akumulatory, wejściowy filtr sieciowy, przekaźnik odłączania segmentu pierwszego odbiorów, płytka elektroniki z radiatorem i wentylatorami, a także moduł zasilacza impulsowego na potrzeby własne UPS.

    Na radiatorze sporo elementów mocy, większość znajduje się na przekładkach izolacyjnych.
    Widoczne moduły w postaci niewielkich płytek, są to prawdopodobnie sterowniki bramek/baz tranzystorów:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Płytka logiki występuje jako osobny moduł:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Na płytce elektroniki widoczne elementy wytwarzania napięcia na szynę DC oraz przekaźnik bypass i odłączania odbiorów:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Więcej szczegółów znajdziecie w filmie prezentującym konstrukcję wewnętrzną UPSów online i offline:

    Link


    W temacie mamy wsparcie zespołu R&D firmy Green Cell, więc jeżeli macie pytania dotyczące urządzeń UPS online i offline, warto umieścić swój post.

    Jakie macie doświadczenia z urządzeniami UPS, zasilaniem awaryjnym i gwarantowanym?

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    TechEkspert
    Redaktor
    Offline 
    Specjalizuje się w: elektronika, mikrokontrolery, rozwiązania it
    TechEkspert napisał 2681 postów o ocenie 1796, pomógł 6 razy. Jest z nami od 2014 roku.
  • Relpol przekaźniki
  • #2
    Użytkownik usunął konto
    Poziom 1  
  • #3
    pawelr98
    Poziom 37  
    Kraniec_Internetów napisał:

    Odnośnie samego artykułu - w warunkach domowych UPSy są raczej stosowane nie do podtrzymania zasilania np. komputera, bo co komu da te 3 minuty, tylko głównie jako zabezpieczenie przeciwprzepięciowe. Sam uważam UPS w topologii on-line (z podwójną konwersją) za najlepsze możliwe zabezpieczenie przeciwprzepięciowe jakie można dostać. W zasadzie nie ma opcji że przepięcie przedostanie się przez UPS i dotrze do komputera, bo najpierw zniszczy przetwornice w UPSie które najpewniej zrobią zwarcie w sieci. Oczywiście chodzi tu o przepięcia płynące przez sieć, a nie na przykład fale elektromagnetyczne z pobliskiego trafienia pioruna.


    Ja używam UPS-a EVER z czystym sinusem w warunkach domowych.

    Dopięty starszy akumulator od samochodu daje czas pracy przekraczający godzinę.

    Podtrzymanie jest jak najbardziej przydatne bo mam sporą macierz RAID której takiej cykle zasilania mogą zaszkodzić.
    Podczas burzy potrafił przełączać bo aż światła przygasały.

    Czasem się zdarzy że włączę spawarkę(niedostateczny soft-start) i wyrzuci bezpieczniki. Wtedy też ratuje sytuację.

    Nie zdarzało mi się korzystać więcej niż parę minut z podtrzymania.

    Kiedyś tylko była sytuacja że zabrakło prądu podczas burzy ale to również nie więcej niż parę minut.
    Ja cały czas miałem internet bo switch i modem również zasilany z UPS-a.


    A zrobić "bieda online" można dosyć tanio.
    Kupić używany offline bez akumulatorów(z funkcją zimnego startu), transformator bądź zasilacz impulsowy dużej mocy na 12-14V(bądź 24V dla większej mocy) oraz akumulator/duży bank kondensatorów.

    Jedynie warto dosyć mocno przewymiarować takiego UPS-a bo tranzystory i transformator mogą nie wytrzymać pracy ciągłej. Alternatywnie usprawnić chłodzenie.

    Takie UPS offline to firmy wyrzucają czasem za darmo, tylko dlatego że padły akumulatory.
  • #4
    Użytkownik usunął konto
    Poziom 1  
  • #5
    pawelr98
    Poziom 37  
    Kraniec_Internetów napisał:
    pawelr98 napisał:
    Takie UPS offline to firmy wyrzucają czasem za darmo, tylko dlatego że padły akumulatory.

    Na allegro jest tego pełno. Niestety przez braki akumulatorów sprzedawca nawet nie potrafi określić (albo nie chce/nie zna się) czy reszta jest sprawna. Ja się raz nadziałem, chociaż co prawda straciłem 40 pln.


    Dla samego transformatora czasem warto.

    Ja za darmo dostałem UPS-a gdzie w środku siedzi transformator 1kVA produkcji indela.
    Drut gruby jak diabli, ok.15V na wyjściu(UPS miał akumulator 24V).

    Jeszcze mi wujek mówił że raz na złom poszedł u niego UPS z transformatorem 4kVA.
    Na takim to już można się bawić w spawarkę albo wspomaganie rozruchu.

    Te trafa mają nieco mały rdzeń jak na tą moc (bo mają pracować jedynie przez kilka minut) ale i tak są warte uwagi. Wystarczy obniżyć moc o te 30-parę % i będą już pracować niezawodnie w sposób ciągły.

    Jedna rzecz denerwująca mnie w moim UPS-ie to problemy z uruchomieniem dedykowanego oprogramowania na Linux-ie.
    A tam właśnie jest możliwość ustawienia automatycznego wyłączania komputera po iluś minutach bez zasilania.

    O ile przerwa powyżej godziny jeszcze się nie wydarzyła to wolę dmuchać na zimne i mieć ustawione aby po tych 15-20 minutach komputer jednak się wyłączył bo taka długość przerwy raczej zwiastuje poważniejszy problem niż krótki zapad napięcia.
  • #6
    Użytkownik usunął konto
    Poziom 1  
  • #7
    pawelr98
    Poziom 37  
    Kraniec_Internetów napisał:
    pawelr98 napisał:
    Dla samego transformatora czasem warto.

    Do takich zabaw wolę MOTy :) Rdzeń rozbiera się łatwo, nawijam co chcę i składam rdzeń. Nie chce mi się bawić w nawijanie uzwojenia na toroid grubym drutem.
    Transformatory lubię kupować na aukcjach Allegro, jakieś OLXy. Ceny są wręcz groszowe. Przykładowo kiedyś kupiłem to:
    TRANSFORMATOR TOROIDALNY 500VA 2x30V/2x60V 4A, a 67 złotych plus 8 wysyłka.

    Teraz szukam transformatora separacyjnego 230V/230V, 50VA do oscyloskopu, ale ciężko dorwać tani.


    Ale MOT-y mają duży prąd jałowy(na swoim ze zgrzewarki zmierzyłem 4.5A) i są nawijane aluminium.
    I do tego często spawane.

    Tymczasem trafo z UPS-a ma raczej normalny prąd jałowy.

    W UPS-ach to nie tylko toroidy (które swoją drogą nawija się najłatwiej bo nie trzeba nic rozbierać) ale bardzo często też rdzenie EI.
    1kVA w wersji EI to ładny klocek.

    Jakiś toroid 650VA z UPS-a to u mnie siedzi we wzmacniaczu tranzystorowym.
    120W przy 30-paru V co przy współczynniku 1.6 daje nam te 200VA.
    Jak kupowałem to zakładałem że wykorzystam gdzieś 300-400VA maksymalnie.

    Wymiarowo jest nieco większy od TST300(porównywałem fizycznie) więc moc ciągła zapewne wynosi te 400-450VA.

    Komputerowe UPS-y doposażone w zewnętrzne duże akumulatory są częstą alternatywą dla drogich systemów podtrzymania choćby systemów CO.
    Dedykowany osprzęt bywa wielokrotnie droższy niż taka samoróbka.

    Porównanie transformatora wskazuje na redukcję 30% ale jako cała jednostka brałbym poprawkę rzędu 50% bo nie ufałbym czy cała reszta (tranzystory kluczujące, diody itd.) będzie niezawodnie pracować przy długim czasie pracy.
    Ciasne upakowanie elementów też nie napawa optymizmem.

    Mój ma 700VA/420W (EVER ECO Pro 700 CDS) i przy testach na długą metę(po czasie 30min) przy obciążeniu ok.150W robił się już mocniej ciepły(obudowa).
  • Relpol przekaźniki
  • #8
    Użytkownik usunął konto
    Poziom 1  
  • #9
    TechEkspert
    Redaktor
    @Kraniec_Internetów sprawa z zasilaniem z UPSa (bez sinusa na wyjściu) zasilaczy z APFC jest ciekawa, mam jeszcze dostęp do testowanego sprzętu i mogę sprawdzić w praktyce czy pojawią się jakieś efekty. Jaki schemat eksperymentu proponujesz, może damy radę to sprawdzić?
    Poczekamy też na odpowiedź z zespołu R&D, chociaż trzeba wziąć poprawkę na okres urlopowy.

    Nawet krótkie podtrzymanie zasilania dużo daje (zapisanie efektu pracy, automatyczne bezpieczne zamknięcie systemu), a także brak restartu urządzeń podczas krótkotrwałych zaników zasilania (częste podczas silnych burz i wichur).

    Co do zabezpieczenia przeciprzepięciowego, mimo że UPSy potrafią zdziałać wiele dobrego to formalnie należy je traktować jako ochronnik typu D, który powinien być poprzedzony ochronnikami C, B, A, lub B+C, A (ochronnik A wiadomo "na słupie").

    @pawelr98 jaki to rodzaj UPSa z czystym sinusem: online czy offline, czy ładowarka daje sobie radę z akumulatorem samochodowym?

    Co do oprogramowania, jeżeli jest problem z Linux, to teoretycznie w warunkach amatorskich można by zrobić moduł DIY, który będzie pobierał informacje o stanie UPS i wysyłał je "naszym" protokołem poprzez UART (np. emulowany na USB). Dopisanie obsługi wywołania komendy halt, po zauważeniu określonego komunikatu na konsoli szeregowej nie powinno być problemem. Można też zrealizować taką komunikację poprzez IP np. z wykorzystaniem ENC28J60 lub innego modułu.

    W temacie pomp CO dla silników indukcyjnych dobrze byłoby zachować sinus na wyjściu + sygnał dla sterownika pieca, że akumulatory niebawem się wyczerpią.
  • #10
    Użytkownik usunął konto
    Poziom 1  
  • #11
    TechEkspert
    Redaktor
    @Kraniec_Internetów Firma @Green Cell jest obecna na forum, odezwali się w drugim wątku:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=18123766#18123766
    także pewnie dostaniesz info bezpośrednio, natomiast z mojej strony ew. wyniki testów praktycznych, sprzęt mamy do końca tygodnia.

    Według Twojego pomysłu, postaram się sprawdzić kształty prądów i napięć, przy zasilaniu przetwornicy z APFC z prostokąta.

    Co do ochronników, będę się trzymał sztywno "oficjalnych" reguł, czyli UPS to ochronnik D, kolejne stopnie ochrony przeciwprzepięciowej powinny być zrealizowane na rozdzielnicach zasilania UPS + ochronniki w rozdzielnicach budynkowych.

    Co nie zmienia faktu, że znam przypadki gdzie zwykły UPS offline line-interactive ochronił odbiory w momencie gdy burza przewróciła słup energetyczny (przeszedł na pracę bateryjną odłączając odbiory podczas nieprzewidywalnych zjawisk w instalacji energetycznej). Jednak są to przypadki a nie reguła/norma.
  • #12
    CMS
    Administator HydePark
    Kraniec_Internetów napisał:
    Teraz szukam transformatora separacyjnego 230V/230V, 50VA do oscyloskopu, ale ciężko dorwać tani.


    Przy tak małej mocy, to nie widzę problemu w "spięciu" dwóch transformatorów, np. 230V/12V, czy 230V/24V uzwojeniami wtórnymi i tym samym uzyskaniu transformatora separacyjnego.
  • #13
    pawelr98
    Poziom 37  
    TechEkspert napisał:

    @pawelr98 jaki to rodzaj UPSa z czystym sinusem: online czy offline, czy ładowarka daje sobie radę z akumulatorem samochodowym?

    Co do oprogramowania, jeżeli jest problem z Linux, to teoretycznie w warunkach amatorskich można by zrobić moduł DIY, który będzie pobierał informacje o stanie UPS i wysyłał je "naszym" protokołem poprzez UART (np. emulowany na USB). Dopisanie obsługi wywołania komendy halt, po zauważeniu określonego komunikatu na konsoli szeregowej nie powinno być problemem. Można też zrealizować taką komunikację poprzez IP np. z wykorzystaniem ENC28J60 lub innego modułu.

    W temacie pomp CO dla silników indukcyjnych dobrze byłoby zachować sinus na wyjściu + sygnał dla sterownika pieca, że akumulatory niebawem się wyczerpią.


    UPS offline z sinusem.

    Akumulator samochodowy z tych mniejszych bo 35Ah.
    Obecnie zapewne ~20Ah.
    Fabrycznie było zamontowane 7Ah.

    To nie tak że ten akumulator użyty jest z powodu jakiejś realnej potrzeby.
    Po prostu w UPS-ie padł fabryczny (używany jak cały UPS) akumulator 7Ah i nie chciało mi się kupować nowego. A że akurat był wymieniany w samochodzie to podłączyłem stary.

    Jeżeli akumulator jest trochę rozładowany(powiedzmy że jest zapad paręnaście minut) to z początku układ ładowania trochę się z nim męczy(prąd ładowania 0.8-1A). Ale po godzinie czy dwóch przechodzi na podtrzymanie(mniejsze napięcie) i problemu już nie ma(prąd podtrzymania jest dosyć mały).
    Problemem jest automatyka ładowania. Ona przy powrocie sieci daje na akumulator gdzieś ze 14-coś V przez co grzeje się transformator pomocniczy (to on jest odpowiedzialny za ładowanie a nie główny transformator) aby w założeniu szybko naładować akumulator. Tyle że pojemność jest dużo większa i po znacznie dłuższym czasie dochodzi do przełączenie na niższe napięcie.

    Generalnie to nie jest to jakiś bardzo duży problem. Starczy dodać osobny układ wspomagający ładowanie jeżeli akumulator jest bardzo duży.
    Albo zrobić prostą modyfikację polegającą na wymianie wewnętrznego transformatora pomocniczego na większy. Tam zwykle jest jakieś parę/paręnaście VA i wymienić na 40-60VA co zapewni prąd rzędu paru A.

    U mnie zapady są na tyle krótkie i rzadkie że układ ładowania sobie spokojnie radzi. Najczęściej to właśnie wyzwolenie bezpieczników przez spawarkę co daje tylko kilka minut przerwy (aż pójdę i włączę z powrotem bezpiecznik).
    Czasem wyzwoli tylko bezpiecznik od danego obwodu ale czasem zdarza się że wyzwala się główny (widać nie do końca dobrze dobrana selektywność przez ostatniego elektryka co robił od nowa rozdzielnię).

    W przypadku pieców CO gdzie zdarzają się częstsze zapady to często widać dodatkowe układy ładowania wspomagające takie UPS-y.
  • #14
    CMS
    Administator HydePark
    @TechEkspert, sprawdź koniecznie, czy te UPS'y zakłócają pobliskie odbiorniki radiowo-telewizyjne, zarówno podczas pracy z sieci, jak i w trakcie podtrzymania bateryjnego.

    Z doświadczenia wiem, że zasilacze do laptopa tej marki (a miałem ich już kilkanaście w swoich rękach) strasznie "sieją" zakłóceniami. Nigdy ich nie rozbierałem, ale mam podejrzenia, że nie są właściwie ekranowane.
  • #15
    TechEkspert
    Redaktor
    @pawelr98 w tym UPS offline sin na wyjściu jest transformator podwyższający i falownik po stronie niskonapięciowej?
    Czy patrząc na radiatory tranzystorów kluczujących są tam spore straty, jaka może być sprawność całego układu przy zasilaniu z akumulatora?

    @CMS dobry pomysł, nie wpadłem na taki test, sprawdzę to i dam znać.
    Ostatnio w kwestii zakłóceń zmagałem się z zasilaczem do LED: Redukcja zakłóceń od zasilacza plafonu LED.

    Na jakich częstotliwościach zauważyłeś zakłócenia? Radio FM, TV DVBT, czy radio AM długo/średnio falowe?
  • #16
    CMS
    Administator HydePark
    Słucham głownie Rock Radia, w Warszawie, czyli 103,7, ale myślę, ze jak "sieje", to w całym paśmie FM.
  • #17
    pawelr98
    Poziom 37  
    TechEkspert napisał:
    @pawelr98 w tym UPS offline sin na wyjściu jest transformator podwyższający i falownik po stronie niskonapięciowej?
    Czy patrząc na radiatory tranzystorów kluczujących są tam spore straty, jaka może być sprawność całego układu przy zasilaniu z akumulatora?


    Falownik po stronie niskiej to normalna rzecz.
    Transformator działa jak filtr dolnoprzepustowy.

    Sinusoidę porównuje się z falą trójkątną i w ten sposób powstaje odpowiedni sygnał PWM.

    Tak działa każdy falownik sinusoidalny w tym także wzmacniacze audio w klasie D.

    Można nawet w ten sposób zrobić sobie "bieda falownik" czyli wzmacniacz w klasie D + transformator sieciowy.

    A sprawność takiego układu musi być raczej wysoka bo radiatory są małe.
    Teraz akurat dłubię przy telefonie(naprawa bootloadera) ale potem mogę pokazać zdjęcia z wnętrza tego UPS-a 1kW produkcji EVER.
    Jest to wersja RACK, większość miejsca zajmują akumulatory i transformator. Płytka jest w porównaniu raczej nieduża.

    Topologia jest zapewne full-bridge ze względu na brak kondensatorów czy podziału pomiędzy dwa akumulatory (ten model ma 2x12V=24V).

    Jakbym podłączył to z powrotem do kupy(trafo wypięte) i przytachał akumulatory to mógłbym też pomierzyć oscyloskopem jak wygląda strona niskonapięciowa.
  • #18
    tzok
    Moderator Samochody
    Wygląda to nawet przyzwoicie ale trochę się dziwię, że w dzisiejszych czasach ktoś jeszcze produkuje UPSy z "aproksymowaną sinusoidą". Miałem jednego takiego UPSa i po wyminie zasilacza w komputerze, na taki z APFC, UPS stał się praktycznie bezużyteczny - buczy, grzeje się i czas podtrzymania spadł o połowę albo i więcej.
  • #19
    Użytkownik usunął konto
    Poziom 1  
  • #20
    tzok
    Moderator Samochody
    Zasilacza nie pamiętam, chyba jakiś Fortron, UPS to był Fideltronik ARES 500, ale marka chyba nie ma tu większego znaczenia, rolę odgrywa tylko kształt przebiegu.

    ...o znalazłem nawet taki temat na Forum: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2329518.html
  • #21
    Użytkownik usunął konto
    Poziom 1  
  • #22
    pawelr98
    Poziom 37  
    W przypadku zasilaczy impulsowych generalnie UPS-y mogłyby po prostu normalnie dostarczać napięcia stałego 325+V i tyle. Bez zabawy w prąd przemienny.

    Jeżeli komuś nie szkoda gwarancji (albo zasilacz po gwarancji) to takie coś jest zwykle możliwe.

    Albo można by się pokusić o proste odcinanie APFC podczas pracy UPS.
    Wystarczy przekaźnik zwierający odpowiednie piny w układzie sterującym(musi być funkcja sprawdzająca czy w sieci w ogóle jest napięcie co można wykorzystać do unieruchomienia scalaka).
    Każdy układ APFC ma diodę omijającą dławik(jakoś zasilacz musi ruszyć) więc przy niewłączonym kluczowaniu po prostu będzie normalne prostowanie napięcia przez mostek prostowniczy.

    Biorąc pod uwagę iż typowy UPS offline korzysta z przekaźnika do przełączania sieć/bateria to nakład pracy nie jest zbyt duży.
    Wystarczy dodać kolejny równolegle do oryginalnego i w ten sposób załatwić sprawę.


    Link


    Tutaj widać jak to jest skonstruowane(8:40).

    Co prawda mój UPS ma sinusa ale zasilacz w komputerze NAS z macierzą ma pasywne PFC. Rok produkcji 2007 i wciąż jest w dobrym stanie.

    Tutaj przykładowo odpalam zasilacz (nie byle co, przetwornica rezonansowa(ZCS) push-pull ) z napięcia prądu stałego(regulacja od ok.150V do 450V).
    Fabrycznie mamy APFC na osobnej płytce.

    Główny problem polegał w zasadzie na tym iż układ APFC zawierał także źródło napięcia pozwalające na rozruch zasilacza (początkowe zasilanie układu sterującego).

    Zastąpione pięknie dwoma rezystorami MŁT przepuszczającymi nieco prądu z kondensatora głównego do zasilacza pomocniczego (po rozruchu zasila się sam z osobnego uzwojenia).

    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Analizując działanie zasilacza można ustalić jakie modyfikacje należy wprowadzić aby uruchomić go poprawnie bez obwodu APFC.
  • #23
    tzok
    Moderator Samochody
    Tak się można bawić ze sprzętem z elektro-złomu, ale kupując nowy komputer i do niego nowy UPS, nikt nie będzie przerabiał zasilacza, tylko kupi UPS który nie będzie sprawiał problemów.
  • #24
    TechEkspert
    Redaktor
    @CMS sprawdziłem w prowizoryczny sposób poziom generowanych zakłóceń i w żadnej konfiguracji nie udało mi się zakłócić odbioru w radiu FM. Uruchomiłem SDR i sprawdziłem pasma 10MHz, 50MHz, 100MHz, ciężko było zauważyć cokolwiek na tle lokalnych zakłóceń.

    Ostatecznie przybliżyłem prosty odbiornik bateryjny i w przypadku fal długich i średnich można uzyskać zakłócenia od UPS offline, natomiast nie dziwi mnie to zupełnie ze względu na obecność transformatora i sprzężenia magnetycznego z anteną ferrytową. Nie jest to "życiowa" sytuacja, gdyż wystarczy odsunąć odbiornik od UPSa i zakłócenia znikają. W przypadku UPS online tym samym sposobem można uzyskać zakłócenia przybliżając radio do przewodów zasilających (gdyż obudowa UPSa jest metalowa i dość dobrze ekranuje).

    Z bardziej "praktycznych" efektów udało mi się uzyskać zakłócenia na niektórych częstotliwościach na zakresie ~1500Hz w odległości kilkunastu-kilkudziesięciu centymetrów. W przypadku UPS offline zakłócenia pojawiały się przy pracy bateryjnej - sprawa oczywista przy pracy sieciowej nie występuje przetwarzanie. Natomiast w przypadku UPS online pojawiła się ciekawa zależność - bez podłączonego obciążenia można było zauważyć modulację zakłóceń, podłączenie obciążenia w postaci żarówki zmniejszało poziom zakłóceń.
    Poziom zakłóceń od UPS online był zbliżony do zakłóceń generowanych przez przetwornicę latarki LED 1W przybliżonej do odbiornika radiowego...

    Podsumowując te prymitywne próby, na przykładzie problemów z zasilaczem LED: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3601356.html zdobyłem nieco "doświadczenia" w tej materii. W przypadku zasilacza LED nie musiałem się specjalnie starać aby wykryć zakłócenia na tle innych pobliskich źródeł. Natomiast w przypadku UPSów musiałem się wysilać i wymyślać niepraktyczne scenariusze aby uzyskać jakiś efekt.
    Radia FM nie udało się zakłócić.

    Wiem że są to bardzo prymitywne próby i nie mają nic wspólnego z jakimś pomiarem ale tłumaczę sobie uzyskane rezultaty tak:

    -w przypadku UPS offline podczas pracy sieciowej nie występowało przetwarzanie więc brak zakłóceń, przy pracy bateryjnej częstotliwość pracy była niska więc pasma generowanych harmonicznych nie sięgały do zakresu radia FM, natomiast uzyskiwane zakłócenia w bezpośredniej bliskości dla fal długich i średnich wynikały ze sprzężenia magnetycznego ze sporym transformatorem

    -w przypadku UPS online całość jest zaekranowana i wewnątrz widoczne były filtry z indukcyjnościami, przy braku obciążenia kabel na wyjściu działał jak antena i zbliżenie radia pozwalało na wychwycenie zakłóceń, natomiast podłączenie obciążenia pozwalało na przepływ prądu i "zadziałanie" filtrów, oraz być może bardziej stabilną pracę układów regulacyjnych falownika.

    Co o tym myślicie?

    @Kraniec_Internetów pozostaje sprawdzenie współpracy UPS offline z zasilaczem sieciowym z APFC. Jestem ciekawy wyników, gdyż takie układy sporo zmieniają na wejściu starając się uzyskiwać sinusoidalny kształt prądu. Kiedyś zrobiłem porównanie kształtu prądu względem napięcia na wejściu SMPS z APFC i bez PFC widać, że APFC ma co robić:

    Link
  • #25
    pawelr98
    Poziom 37  
    tzok napisał:
    Tak się można bawić ze sprzętem z elektro-złomu, ale kupując nowy komputer i do niego nowy UPS, nikt nie będzie przerabiał zasilacza, tylko kupi UPS który nie będzie sprawiał problemów.


    Cóż, ja jeszcze ani razu nie kupiłem nowego zasilacza więc gwarancji jako takiej nigdy nie miałem.

    Natomiast lepszym rozwiązaniem jest kupić używany UPS z sinusem.
    Różnica cenowa jest niebotyczna.
    Mój w wersji nowej kosztował jakieś 500-600zł a ja kupiłem za bodajże 120zł z jeszcze w miarę akumulatorem.

    I oto zdjęcia UPS-a 1kW.
    Pomiędzy dwoma radiatorami są cztery tranzystory co oznacza pełen mostek.
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell
  • #26
    CMS
    Administator HydePark
  • #27
    Użytkownik usunął konto
    Poziom 1  
  • #28
    TechEkspert
    Redaktor
    @CMS również "liczyłem" na to że prostokąt w offline będzie mocno siał, ale myślę że niska częstotliwość i obecność sporej indukcyjności złagodziła efekt. Online to rozwiązanie innej klasy więc spodziewałem się, że poziom zakłóceń będzie niski (wystarczy spojrzeć na sieciowy filtr wejściowy), ale wyższy poziom zakłóceń przy braku obciążenia nie był czymś oczywistym.

    Latarka LED 1W była równie "efektywna", gdybyś mógł w wolnej chwili sprawdzić wpływ na fale średnie ~1-1.6MHz (i inne zakresy) swojej nieco mocniejszej latarki to zobaczymy czy nie namierzymy nowego źródła zakłóceń :)

    @pawelr98 transformator wyjściowy potężny i krajowej produkcji. W testowanym UPS offline elementy rdzenia transformatora są połączone spawem/zgrzewem. W tym Indelu zakładam, że nie zastosowano takiego rozwiązania? W tym temacie: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3606304.html pojawiła się dyskusja o wpływie na parametry transformatora takiego sposobu połączenia blach przez spawanie/zgrzewanie w transformatorze.

    @Kraniec_Internetów przy małych wartościach prądu występuje tak jakby próg zadziałania APFC.
    Mam wyniki eksperymentów z obserwacją prądu na wejściu SMPS z APFC.
    Ślad żółty kształt prądu, ślad niebieski kształt napięcia.

    Jak widać nie jest źle, zdarzają się czasami szpilki prądowe ale nie wygląda to groźnie:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell

    Udało mi się uchwycić zjawisko, o którym prawdopodobnie piszecie i tutaj piki prądowe wyglądają gorzej,
    towarzyszyło temu lekkie bzyczenie transformatora UPS, potrzymałem w tym stanie urządzenia kilka minut i praca wydawała się stabilna:
    Porównanie cech UPSów online i offline - Green Cell
  • #29
    CMS
    Administator HydePark
    TechEkspert napisał:
    swojej nieco mocniejszej latarki to zobaczymy czy nie namierzymy nowego źródła zakłóceń :)


    Mówisz o tej która stopiła mi pokrowiec i polara :), to było 10W, mam już cztery o takiej mocy, a dwie kolejne lada dzień powstaną.

    Chętnie zrobiłbym taki test ale nie mam warunków. Aczkolwiek nie stwierdziłem zakłóceń w żadnych urządzeniach w pobliżu latarek.
  • #30
    TechEkspert
    Redaktor
    Tak, chodziło mi o te latarki wysokiej mocy które świecą tak, że dziurę w futerale potrafią zrobić :)

    Być może to kwestia częstotliwości pracy przetwornicy, w latarce mniejszej mocy być może przetwornica ma prostą konstrukcję i pracuje niestabilnie.

    Zastanawiałem się nad zjawiskiem które opisujesz, czyli zakłócenia na częstotliwościach rzędu 100MHz, może te zasilacze były uszkodzone, lub wpadały w jakieś oscylacje? Silne harmoniczne tak "daleko" od częstotliwości podstawowej mogą świadczyć o stromych zboczach sygnału i silnych impulsach prądowych.

    Udało się nagrać wielotematyczny podcast z inżynierem Green Cell członkiem zespołu R&D. W tym temacie testowaliśmy tylko UPSy, ale w nagraniu rozmawiamy o standardach szybkiego ładowania urządzeń mobilnych, samochodowych przetwornicach DC/AC, oraz o elektromobilności.