Taniec z prądem


Waty czy woltoampery

Cechą impulsowych zasilaczy komputerowych jest przesunięcie fazowe pomiędzy pobieranym prądem a napięciem. Skutkiem tego przesunięcia jest spore zamieszanie w nomenklaturze i zwyczaj równoczesnego używania dwóch mocy - pozornej, charakteryzującej falownik, wyrażanej w woltoamperach (VA), która musi być od 1,5 (notebooki) do 1,7 (większe komputery) razy wyższa od mocy czynnej, podawanej w watach (W). Relacja między nimi bynajmnieje nie jest stała. Wśród testowanych urządzeń jednemu tysiącowi woltoamperów odpowiada od 500 (Manhattan) do 670 (Powerware) watów. Na pokrycie zapotrzebowania UPS musi mieć zapas jednej i drugiej mocy.

Bezstresowo

Taniec z prądem

Parametry techniczne i wyniki testów UPS droższych od 500 zł

Nawet dysponując sprawnym zasilaczem UPS, niełatwo wybrać strategię postępowania w wypadku kłopotów z siecią energetyczną. Jeśli liczymy się z dłuższą przerwą, - decyzja wydaje się prosta. Jeżeli jednak zanik ma być chwilowy, pojawia się pokusa przetrwania tego okresu na zasilaniu bateryjnym. Rozstrzygnięcie jest trudne, bo zużycie energii może się bardzo zmieniać, a i stan akumulatorów bywa niepewny. Wiadomo, że pojemność baterii szybko spada w miarę ich używania pomimo mimo wprowadzania różnych technologii mających temu zapobiegać. Jeszcze większy dylemat: "stawiać" system czy poczekać, może się pojawić po wznowieniu zasilania. Włączenie komputera, gdy baterie są wyczerpane, oznacza pewną katastrofę przy w razie ponownegoym zaniku prądu. Prawdopodobieństwo kolejnej awarii jest niewielkie, ale nieszczęścia lubią chodzić parami...

Nowoczesne UPS-y mogą współpracować z systemem w jego zamykaniu i uruchamianiu. Odpowiednie oprogramowanie pozwala na monitorowanie pracy zasilacza, obserwacje napięcia wejściowego i wyjściowego, poziomu obciążenia i stanu baterii. Wszystkie informacje o stanie urządzenia mogą być zapisywane w plikach raportu, a UPS można włączać zdalnie o wybranych porach. Tak jest w teorii, w praktyce komunikacyjne opcje najtańszych zasilaczy pochodzą z epoki przekaźników. Do połączenia najczęściej wykorzystuje się złącze szeregowe RS232; nawet modele USB w istocie korzystają z programu nadającego temu złączu cechy starszego. Najczęściej używa się tylko trzech sygnałów: polecającego odłączeniee zewnętrznego zasilania i przejściee w tryb bateryjny, drugi służy wydaniu poleceniepolecającego wyłączeniawyłączenie oraz, a trzeci uprzedzającego z odpowiednim wyprzedzeniem o stanie całkowitego wyczerpania akumulatora z odpowiednim wyprzedzeniem. Problem w tym, żeJednakże taki moment trudno ustalić i wystarczy drobny błąd, aby system po otwarciu natychmiast lub zabyt szybko się zamykał. Prosty program do komunikacji z zasilaczem jest także w zasobach systemowych Windows. Jego konfiguracja polega na określeniu polaryzacji dla trzech wymienionych sygnałów. Dużo większe możliwości mają aplikacje dołączone do zasilaczy. Ich przegląd zamieściliśmy w osobnym materiale.

Raport

Taniec z prądem

Ocena końcowa

Od niepamiętnych czasów polskie zasilacze awaryjne miały silną pozycję na rynku. Zawdzięczały ją oryginalnym, inteligentnym rozwiązaniom i niskim cenom. Produkty firm światowych, APC, Eaton czy MGE, nie dotrzymywały pola krajowym pod względem efektywności. Inteligencję rozwiązań widać chociażby po obecności w Etach i Everach tylko podwyższających połówek AVR. Konstruktorzy dostrzegli, że obniżenia napięcia sieciowego zdarzają się o wiele częściej niż nadwyżki, w związku z czym potrzeba jego obniżenia przez AVR zdarza się niezmiernie rzadko i można z tej możliwości zrezygnować. Na podobnych przesłankach oparto konstrukcję UPS-a u Liebert z firmy Emmerson. AVR z tego modelu ma dwa stopnie podwyższające napięcie, z tego drugi aż o 32%, procent, a obniżający został tylko jeden. Ten Wspomniany model ma zawiera jeszcze kilka interesujących rozwiązań, w tym możliwość wymiany baterii w czasie pracy. Miał szansę nawet na wygraną, gdyby nie wolne i słabo zsynchronizowane przełączanie na pracę bateryjną.

Była już mowa o kompensacji braku mocy falownika za pomocą skracania długości części neutralnej przebiegu napięcia. Wykryliśmy ją trzech zasilaczach, 1000GE z ORVALDI, "małym" Manhattanie i ALPHA 1000 ipF Uniteka. Wszystkie nawet uruchamiały zimny komputer bez problemu, ale kiedy pobór mocy wzrastał do 450 W, zaczynały karmić komputerowy zasilacz niestrawnym dla niego napięciem. Jednominutowye czasy pracy w tabeli nie są świadectwem słabych baterii, ale raczej takiego niedopasowania się obu zasilaczy.

Jednak globalizacja dotarła także do tej sfery działalności. Chińskie zasilacze walczą z krajowymi ich dotąd najsilniejszą bronią -, efektywnością. Za cenę krajowej "siedemsetki" mamy chińską "tysiączkę". Zalety importu dostrzega coraz więcej dystrybutorów. To onie, a nie krajowi producenci będą wprowadzać UPS-y pod strzechy, chociaż ceny bardziej zaawansowanych modeli nie spadają tak szybko. Zasilacza awaryjnego za 150 złotych jeszcze niedawno nie było.

Bliższe przyjrzenie się tej chińszczyźnie pozwala dostrzec, że jest to produkt przykrojony skrojony na miarę supermarketów, bliski substandardom. Na przykład filtry - tego standardowego składnika krajowych zasilaczy w chińskich wyrobach z reguły nie ma. Chcąc się zabezpieczyć także również od tej strony, należy dokupić odpowiednią listwę, a wtedy cena nie wygląda już tak korzystnie.

Zwycięzca testu wśród modeli droższych jest prawdziwym arystokratą wśród zasilaczy. Wyróżnia się sinusoidalnym przebiegiem i szybką stabilizacją napięcia, oraz dobrą ładowarką i możliwością wymiany baterii bez wyłączania UPS-u. Uzyskał także najwyższe noty za ekonomię, jest z pewnością wart swojej ceny. Ścigany był przez ORVALDI JP1000, który nie tylko ma czysty sinus, ale zachowuje jego kształt podczas sporego przeciążenia. Jako jedyny zasilił dwie lampy błyskowe (2x575VA). W grupie tańszych brak aż tak zdecydowanego lidera. MGE Nova 1100, Lestar SE1000, ACTIVE POWER 1000 i Mustek 1000 VA mają bardzo zbliżone walory.

Jak testowaliśmy

Wszystkie zasilacze awaryjne zostały poddane jednakowej procedurze testowej na specjalistycznym stanowisku. Wejście i wyjście zasilacza było monitorowane za pomocą cyfrowego oscyloskopu z pamięcią Rigol DS 5022 i dwóch multimetrów cyfrowych Sanwa PC 5000. Cała trójka została podłączona do komputera. Napięcia z multimetrów były zapisywane z częstotliwością około dwóch pomiarów na minutę, a dane z bufora pamięci oscyloskopu, najczęściej rejestrowane w tempie 4 tysięcy na sekundę, wczytywano w miarę potrzeby.

Do rutynowej obserwacji kształtu napięcia wychodzącego z zasilacza oscyloskop był uruchamiany tym sygnałem, a do rejestracji przebiegu w czasie przełączania z sieci do pracy na baterii - przestawiany w tryb bufora cyklicznego. Po zatrzymaniu rejestracji w interesującym momencie dane z pamięci oscyloskopu trafiały do komputera. Tam był obliczany czas przełączania oraz stabilizacji. Pierwszy to czas od przerwy na sinusoidzie aż do punktu, w którym charakterystyczne elementy wstecznie aproksymowanego kształtu napięcia wytwarzanego w zasilaczu stawały się podobne do rejestrowanego przebiegu. Drugi był dużo dłuższy, trwał zwykle kilka okresów, od momentu przełączenia aż do chwili, kiedy parametry prądu wytwarzanego w zasilaczu stawały się całkowicie stabilne i powtarzalne. Na podstawie tych samych danych z oscyloskopu sprawdzaliśmy interaktywność zasilacza, czyli na ile nowy przebieg kontynuuje fazę przerwanej sinusoidy.

Oba multimetry wykorzystywane były do mierzenia i rejestrowania napięć na wejściu i wyjściu zasilacza. Służyły do zbadania układu automatycznej regulacji napięcia (AVR), parametrów pracy na bateriach i wraz z obserwacją ekranu oscyloskopu dawały ogólną orientację o trybie pracy zasilacza w danym momencie. Zakłócenia sieci były symulowane za pomocą kaskady dwóch autotransformatorów i wyłącznika w jednym z nich. Nie badaliśmy funkcjonowania zasilacza poddanego innym rodzajom zakłóceń ani jego możliwości filtrujących.

W czasie testów podtrzymania obciążaliśmy zasilacz zestawem komputerowym z dużym udziałem obciążeń pojemnościowych i indukcyjnych. Na starcie komputer pobierał 320 W, po 30 sekundach moc wzrastała do 400 W. Po następnej połowie minuty uruchamiał się program testowy w nieskończonej pętli i, w czasie okresie jego działaniatrwania którego komputer zużywał 450 W. Zatem w czasiepodczas próby "startu zimnego" startu obciążenie było niższe niż w części zasadniczej testu. W tych warunkach określaliśmy zdolność podtrzymania napięcia przez zasilacz po długim (16 godzin) i krótkim (2 godziny) ładowaniu.

Poza testem praktycznym ocenie poddaliśmy ponad 50 parametrów urządzenia: gniazdka, filtry, baterie, sygnalizację krytycznych momentów, interfejsy i możliwości dołączonego oprogramowania sterującego, gwarancje, instrukcje, spolonizowanie, wymiary, wagę i wiele innych. Na ich podstawie przyznaliśmy punkty w kategoriach możliwości oraz ergonomii sprzętu i oprogramowania. Wyniki testów praktycznych zgromadziliśmy w dwóch grupach. Pierwsza to czas podtrzymania, druga - ocena konstrukcji: parametry przełączania, start w różnych warunkach, praca AVR i inne. Obie oceny grupowe weszły z takim samym udziałem do wyników testu, a te z wagą podwojoną zostały dodane do ocen za możliwości i ergonomię. W ten sposób uzyskaliśmy ocenę końcową, a z niej, po uwzględnieniu ceny urządzenia i kosztów baterii - wskaźnik opłacalności.