Diferença entre UPS online e offline

Diferença de chave - UPS online vs offline
 

O no-break ou fonte de alimentação ininterrupta é um dispositivo que fornece energia a cargas críticas que devem funcionar continuamente sem interrupção, mesmo durante uma queda de energia. Os no-breaks têm dois tipos: rotativo / mecânico, que inclui motores e geradores como fonte de energia, e os no-breaks estáticos, que fornecem energia de reserva através de um banco de baterias e operam em dispositivos eletrônicos de potência. Os no-breaks online e offline são classificados em no-breaks estáticos, dependendo de sua funcionalidade. A principal diferença entre UPS on-line e off-line é que UPSs offline energizam a carga diretamente da rede elétrica quando a fonte principal está disponível enquanto que os no-breaks on-line fornecem energia à carga por meio de uma combinação retificador-inversor sem conectar a carga diretamente à rede elétrica.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é um UPS offline
3. O que é o UPS Online
4. Comparação lado a lado - UPS online vs offline em forma de tabela
5. Resumo

O que é um UPS offline?

O termo offline significa que o banco de baterias não está conectado (off-line) à carga em operação normal quando a energia da rede elétrica está disponível. Nesta situação, a energia da rede elétrica é diretamente conectada à saída da carga através de uma chave de transferência estática que normalmente está ligada. Quando a rede elétrica está disponível, o banco de baterias de reserva é carregado por corrente contínua através de uma unidade de carregador que consiste em um circuito retificador.

Em uma falta de energia ou em uma grande subtensão / sobretensão, o interruptor estático desconecta a alimentação principal da carga e conecta a bateria à carga dentro de um período de tempo insignificante. Esse tempo de transferência da rede elétrica para a bateria é tipicamente de 10 a 25ms e depende dos semicondutores ou do circuito eletrônico de energia que detecta a perda de energia da rede elétrica e executa a comutação.

Como a energia da rede elétrica está diretamente conectada à carga em operação normal, qualquer distorção, como picos, quedas e ruídos na rede elétrica, obviamente aparece na saída do no-break. No entanto, existem sistemas UPS que fazem algum tipo de condicionamento de energia na saída. Os no-breaks interativos de linha são um tipo tão especial de no-breaks off-line que lida com pequenas sobretensões ou subtensões que ocorrem na rede elétrica. Eles empregam um autotransformador multi-tap ou um transformador de impulso buck para converter a tensão da rede de entrada na tensão de saída correta.

Figura 01: UPS interativo em linha

Como existe um tempo de comutação inevitável nos no-breaks off-line, há um óbvio apagão de energia nas cargas conectadas. Portanto, esse tipo de no-break é usado com cargas, como computadores de mesa, impressoras, circuitos de iluminação de emergência etc., capazes de lidar com um apagão tão pequeno. Os no-breaks off-line são os mais baratos entre todos os no-breaks, pois possuem o design mais simples.

O que é um UPS Online?

No-breaks online são usados ​​para fornecer energia ininterrupta. Ao contrário dos no-breaks offline, o no-break on-line não conecta a energia da rede elétrica à saída. Em vez disso, ele fornece CA à carga através da combinação retificador-inversor, carregando simultaneamente a bateria. Quando há uma interrupção, o retificador para de funcionar e o banco de baterias que já está conectado ao inversor fornece energia para a carga. Como resultado, não haveria tempo de transferência nos no-breaks online. Estes também são chamados UPSs de dupla conversão, desde que a entrada CA seja convertida em CC pelo retificador e, em seguida, novamente em CA pelo inversor.

Figura 02: Um diagrama simplificado de um no-break online

Diferentemente do no-break offline, o interruptor de transferência estática nos no-breaks on-line normalmente está desligado. É usado apenas quando há uma condição de sobrecarga ou quando uma corrente de energização alta é consumida por um motor conectado. Em tal situação, o circuito eletrônico de potência associado ao interruptor estático detecta a alta corrente e transfere a fonte do inversor para a rede elétrica. Isso evita um possível dano ao hardware interno da UPS devido às altas correntes.

Nos no-breaks online, o retificador precisa fornecer energia à carga e ao banco de baterias para carregar. Portanto, o retificador deve suportar uma carga maior e os no-breaks on-line geralmente vêm com grandes dissipadores de calor. Além disso, os no-breaks on-line são muito mais caros em comparação aos no-breaks off-line. Eles são usados ​​em aplicações comerciais e locais onde fontes de alimentação ininterruptas são cruciais, como data centers e unidades de terapia intensiva hospitalares. Embora eles tenham sido usados ​​para aplicativos que usavam mais de 10kW, com o avanço dramático da tecnologia e a redução de custos, os no-breaks on-line agora estão disponíveis para dispositivos com menos de 500W. Embora exista uma despesa adicional, os no-breaks online fornecem isolamento para a carga da fonte de alimentação. Assim, qualquer distorção de tensão na rede elétrica não se propaga para a saída e a tensão de alimentação para a carga estará sempre limpa.

Qual é a diferença entre UPS online e offline?

UPS Online vs Off-line
O UPS online não conecta a energia da rede elétrica à carga em operação normal ou interrupções. O banco de baterias está sempre ligado, alinhado com a carga.	O banco de baterias dos no-breaks off-line não está alinhado com a carga em uma situação normal. A rede elétrica é conectada diretamente à carga.
Transferir de situações normais para backup
Como a bateria está sempre conectada à carga, não há tempo de transferência envolvido nos no-breaks online. O interruptor de transferência conecta o inversor à carga em condições normais.	Há um milissegundo de atraso na transferência devido à detecção da linha de energia e comutação pelo circuito da eletrônica de potência.
Custo
O custo do no-break on-line é mais alto, pois o retificador foi projetado para lidar com alta potência para o carregamento simultâneo de carga e o fornecimento de carga.	Os no-breaks off-line são comparativamente mais baratos devido ao design mais simples.
Formulários
Cargas sensíveis e altamente críticas, como instrumentos médicos, centros de dados são alimentados por no-breaks online. Devido ao isolamento da rede elétrica para a carga, não haverá distorção na saída.	Os no-breaks offline não fornecem isolamento. Portanto, haverá distorções de tensão na entrada refletidas na saída na operação normal do no-break offline.

Resumo - UPS Online vs Off-line

Os no-breaks destinam-se a fornecer energia aos dispositivos sem interrupção durante uma queda de energia ou quedas de tensão severas na rede elétrica. Os no-breaks são classificados em no-breaks on-line e off-line, que são no-breaks estáticos operados em dispositivos eletrônicos de potência de semicondutores. Os no-breaks on-line podem fornecer energia ininterrupta sem nenhum atraso na transferência, pois a bateria está sempre conectada ao inversor através do qual a carga é fornecida mesmo na operação normal. Por outro lado, os no-breaks offline conectam diretamente a fonte de alimentação à carga em operação normal e carregam a bateria pelo retificador. Em um blecaute, o interruptor de transferência conecta o inversor à carga para fornecer energia CA a partir da energia CC convertida na bateria. Essa é a principal diferença entre os no-breaks online e offline. Diferentemente dos no-breaks off-line, eles oferecem isolamento entre a energia da rede e a carga. Portanto, qualquer distorção de tensão não é passada para a tensão de saída pelo no-break online. No entanto, às custas da distorção de tensão, o custo dos no-breaks off-line é muito menor do que no-breaks on-line.

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Referência:

1. “Comparação entre fonte de alimentação ininterrupta online e offline”. Power Electronics A a Z. N.p., 01 de janeiro de 2015. Web. Disponivel aqui. 13 de junho de 2017.
2. Humayun, Naveed. "História da UPS". PK UPS. N.p., 10 de janeiro de 2014. Web. Disponivel aqui. 13 de junho de 2017.

Cortesia da imagem:

1. “Diagrama de UPS interativo em linha SVG” Por Digite um nome de usuário aqui - Trabalho próprio (CC0) via Commons Wikimedia
2. “Ups-online” Pelo usuário: Tomia - Trabalho próprio (CC BY 2.5) via Commons Wikimedia (remarcado em inglês)