¿Por qué sólo la topología de UPS en línea proporciona protección de cargas críticas? Los sistemas UPS estáticos modernos se clasifican en tres arquitecturas de diseño: en línea, fuera de línea y en línea interactiva. Esta publicación describe y compara los tres tipos y explica por qué (para cargas verdaderamente críticas) la topología de UPS en línea es el único enfoque aceptable.

Los ejecutivos de instalaciones enfrentan hoy en día mayores demandas de un suministro de energía eléctrica limpio y estable. Esto es especialmente cierto en instalaciones de misión crítica como los centros de datos. Pero los sistemas eléctricos de los edificios no están libres de perturbaciones. Los picos de voltaje, las caídas de tensión, el ruido eléctrico, la distorsión de la onda sinusoidal y los apagones son sucesos comunes debido a una amplia gama de fallas tanto dentro como fuera de las instalaciones. Suponiendo que el diseño del UPS utiliza baterías (que siguen siendo la forma más popular de almacenamiento de energía para aplicaciones de respaldo), entonces siempre tiene tres elementos clave para soportarlas, independientemente de la topología: un cargador o rectificador/cargador, un inversor, y un interruptor estático. Sin embargo, la forma en que se implementan estos componentes básicos depende de la topología del UPS.

Topología de UPS fuera de línea

En un sistema fuera de línea, la carga crítica se alimenta directamente desde la entrada principal de CA durante el funcionamiento normal. El suministro entrante pasa por alto los elementos de conversión de energía del UPS para conectar la carga directamente con el interruptor estático. Esto solo transfiere la carga a la salida del inversor si falla el suministro de red, transgrede los límites preestablecidos de voltaje o frecuencia, o presenta alguna otra anomalía.

Esta topología puede resultar atractiva para algunos usuarios porque ofrece ahorros de costes. Como las etapas de conversión del UPS se omiten durante el funcionamiento normal, el UPS funciona de manera más eficiente, con menores pérdidas y un menor requisito de enfriamiento. Los costos de capital también se reducen porque un UPS fuera de línea puede usar componentes de menor calificación y no necesita un rectificador de energía.
Pero frente a esto está la consideración de que durante el funcionamiento normal la carga estará sujeta a una forma de onda que no está estrechamente regulada y expuesta a perturbaciones provenientes de la red eléctrica. Aunque estos sistemas suelen tener cierto grado de supresión de picos y filtrado de RF (radiofrecuencia), permanece cierto nivel de exposición. Además, hay una inevitable interrupción del suministro de carga de normalmente de dos a 10 ms mientras el interruptor estático transfiere la carga entre la salida del inversor y la fuente de alimentación.

Topología de UPS en línea interactiva

Los sistemas interactivos de línea son variantes fuera de línea que intentan ofrecer un mayor nivel de rendimiento que los tipos convencionales agregando funciones de regulación de voltaje en la línea de derivación. Los dos diseños de línea interactiva más populares emplean un transformador reductor/elevador o un transformador ferroresonante. Mejoran los sistemas convencionales fuera de línea al proporcionar un grado de regulación automática de voltaje y posiblemente al reducir el uso de la batería del UPS y la degradación asociada a la vida útil de la batería.

Topología de UPS en línea

Un sistema UPS en línea es fundamentalmente diferente de los tipos fuera de línea en que, durante el funcionamiento normal, la energía de la red eléctrica fluye a través del rectificador/cargador y el inversor antes de llegar a la carga. Este diseño de UPS a veces se denomina topología de UPS en línea de doble conversión, debido a sus dos etapas de conversión de CA-CC y CC-CA, y ofrece el mayor grado de integridad de suministro crítico ya que la carga se suministra con productos procesados ​​y bien procesados. -Potencia regulada en todo momento. La carga también está protegida contra aberraciones en el suministro de entrada porque el rectificador y el inversor actúan como una barrera contra el ruido transmitido por la red y las excursiones transitorias de voltaje.

Si el suministro de entrada sale de un rango de voltaje preestablecido (normalmente +10% a -20%) o frecuencia, o sufre una falla total, el inversor continúa funcionando con energía de la batería. El evento es totalmente transparente para la carga ya que no implica ninguna operación de transferencia. Por estas razones, la mayoría de los propietarios de centros de datos u otros usuarios responsables de operaciones de TIC de misión crítica siempre seleccionarán soluciones en línea. Son el único enfoque que ofrece una protección verdaderamente integral a la carga en todo momento. Su costo adicional se vuelve insignificante en comparación con las consecuencias de una falla catastrófica del sistema, que es el resultado probable de que un problema en el suministro de red alcance la carga crítica.