Zasilacze UPS zasilane bateryjnie są kluczowe w ochronie wrażliwego sprzętu w centrach danych, placówkach medycznych, fabrykach, centrach telekomunikacyjnych, a nawet domach przed krótkotrwałymi skokami napięcia i przerwami w dostawie prądu. W przypadku przedłużającej się przerwy w dostawie prądu mogą zapewnić niezbędną krótkotrwałą energię elektryczną, aby uzyskać przygotowaną przerwę w dostawie prądu i zapobiec utracie danych.
UPS można ogólnie klasyfikować jako „online” lub „offline”. W przypadku UPS offline obciążenie jest bezpośrednio podłączone do sieci. Gdy nastąpi awaria zasilania wejściowego, system przełączy się na tryb zasilania akumulatorowego – proces przełączania trwa zwykle około 10 milisekund, co ogranicza wykorzystanie UPS offline w niektórych zastosowaniach. UPS online dodaje obwód falownika oraz obwód ładowania i rozładowywania akumulatora pomiędzy obciążeniem a siecią, a falownik pozostaje w działaniu niezależnie od tego, czy zasilanie wejściowe jest normalne, czy nie. Dlatego gdy występuje problem z wejściem, UPS online może wykonać przełączanie „bez przerwy” i zapewnić zasilanie awaryjne obciążeniu za pośrednictwem akumulatora.
Modułowe UPS są bardziej preferowane przez projektantów i użytkowników, ponieważ UPS o niższej mocy można łączyć równolegle, aby sprostać większemu zapotrzebowaniu na energię elektryczną. Modułowe UPS mogą szybko i łatwo rozszerzać istniejące systemy UPS i pomagać klientom czerpać zyski w procesie tworzenia systemów na dużą skalę.
Jednak, jak każdy projekt zasilania, projekt wydajnego UPS-a również stwarza wyzwania. Niektóre kluczowe czynniki, które należy wziąć pod uwagę, to rozmiar, zdolność regulacji wejścia-wyjścia, zarządzanie baterią i topologia.
Rozmiar ma kluczowe znaczenie, zwłaszcza w zastosowaniach, w których przestrzeń jest niezwykle cenna, takich jak centra danych. W przeszłości transformatory zawsze były jednym z największych komponentów UPS, ale wraz z pojawieniem się bardziej zaawansowanej technologii półprzewodnikowej, obwody przełączające o wysokiej częstotliwości zastąpiły transformatory, oszczędzając miejsce. Beztransformatorowy UPS może zapewnić setki kVA zasilania awaryjnego dużym centrom danych w szafach o standardowych rozmiarach.
Online UPS wykorzystuje modulację szerokości impulsu (PWM) o wysokiej częstotliwości do przeprowadzania podwójnej konwersji (AC-DC, a następnie DC-AC). Rozwiązuje to wiele problemów z jakością sygnału wejściowego, z którymi nie radzą sobie offline UPS-y, np. przepięcia przy niskim napięciu i zakłócenia w sieci, a jednocześnie zmniejsza zużycie baterii i wydłuża jej żywotność.
Falownik określa jakość wyjściową UPS i ma duży wpływ na ogólną wydajność UPS. Doskonały UPS online może generować wysokiej jakości fale sinusoidalne podobne do zasilania sieciowego, dostarczając energię do obciążeń rezystancyjnych i indukcyjnych. Wymaga to, aby urządzenia przełączające (IGBT/MOSFET) w falowniku działały przy wysokich częstotliwościach i współpracowały z algorytmami sterowania w celu zminimalizowania szumów wyjściowych i problemów EMI generowanych podczas procesu przełączania.
W typowym UPS-ie wiele ułożonych w stos baterii tworzy kompletny pakiet baterii, który jest zarządzany w celu ładowania i rozładowywania przez moduł zarządzania bateriami. Aby zmaksymalizować wydajność baterii i wydłużyć jej żywotność, projekt musi uwzględniać takie kwestie, jak równoważenie obciążenia, zabezpieczenie napięcia i prądu, kontrola ładowania i rozładowywania, zarządzanie termiczne, sterowanie wentylatorem, monitorowanie i komunikacja.