El sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) es un componente esencial en muchas aplicaciones industriales. Siempre que la interrupción del suministro de energía principal pueda causar pérdida de datos, dañar equipos sensibles, poner en peligro la seguridad o amenazar la vida, el sistema debe estar equipado con UPS. Cuando hay un corte de energía externo, estos sistemas críticos conectarán automáticamente la carga a la batería y suministrarán energía a través de la batería, ganando así tiempo para conectar otra fuente de energía o garantizar un apagado seguro del equipo.
El sistema UPS se utiliza ampliamente y abarca muchos campos, como telecomunicaciones, hospitales y centros de datos. Los UPS diseñados específicamente para cargas de corriente continua (CC) pueden brindar protección para equipos en transporte, generación de energía, automatización de fábricas y edificios, fabricación de semiconductores, seguridad y otros campos.
No sólo es un simple dispositivo de conmutación entre fuentes de energía externas y baterías de respaldo, sino que el UPS también debe administrar el estado de la batería y el voltaje de entrada/salida. Cuando los ingenieros agregan UPS a equipos existentes o planificados, deben elegir productos que coincidan con los requisitos de carga y batería, al mismo tiempo que consideran la interfaz y los requisitos de operación segura del UPS.
Comprender el principio de funcionamiento del sistema de alimentación ininterrumpida.
El equipo diseñado para entrada de corriente alterna (CA) utiliza un UPS de CA, que convierte la energía CC de la batería de respaldo en una salida CA adecuada para la carga a través de un circuito inversor (Figura 1). Durante el funcionamiento normal, la fuente de alimentación de CA externa suministrará energía directamente a la carga sin pasar por la batería ni el inversor. Cuando se interrumpe el suministro de energía externo, la batería suministrará energía a la carga con el voltaje requerido a través del inversor hasta que se agote la batería, se restablezca el suministro de energía externo o se conecte otra fuente de energía.
El UPS de CA contiene un rectificador que funciona cuando hay una fuente de alimentación de CA. El rectificador convierte parte de la energía de CA en energía de CC y carga la batería después de estabilizarla.
El UPS de CA adoptará el modo bypass sin pasar por la batería
Figura 1: El UPS de CA entrará en modo bypass cuando sea necesario, sin pasar por la batería, y luego usará un inversor para convertir la energía de CC de la batería en la energía de CA requerida por la carga. El rectificador carga la batería con fuente de alimentación de CA. (Fuente de la imagen: TDK Lambda)
La carga de CC se puede conectar directamente a la batería de respaldo a través de DC-UPS. DC-UPS tiene dos funciones principales. Cuando hay una fuente de alimentación externa, el DC-UPS puede funcionar como un convertidor CC/CC bidireccional interno. De esta manera, el UPS no sólo puede utilizar el voltaje de CC rectificado para cargar la batería, sino también convertir el voltaje de CC en un voltaje adecuado para la carga de CC (Figura 2). Cuando se interrumpe la fuente de alimentación externa, actúa como un convertidor CC/CC, proporcionando estabilización de voltaje desde la batería a la carga.
En DC-UPS, la batería suministra energía directamente a la carga.
Figura 2: En DC-UPS, la batería suministra energía directamente a la carga. Cuando se restablece la fuente de alimentación externa, la fuente de alimentación de voltaje CA externa rectificada suministra energía a la carga y carga la batería. (Fuente de la imagen: TDK Lambda)
El DC-UPS DUSH960 de TDK Lambda (Figura 3) es adecuado para voltajes de entrada de CC que oscilan entre 12 V y 60 V. Con voltajes programables por el usuario que van desde 12 V a 48 VCC, este UPS puede generar hasta 20 A de corriente y 960 W de potencia. Como convertidor CC/CC programable, el DC-UPS DUSH960 se puede utilizar en el rango de entrada y salida de 10 V a 60 V (voltaje nominal de 12 V a 48 V) sin necesidad de baterías.
Debido al hecho de que la batería de respaldo puede suministrar energía directamente a la carga sin necesidad de un inversor, la eficiencia del sistema DC-UPS es extremadamente alta. Este DC-UPS puede generar de manera confiable entre el 96% y el 98% de su energía eléctrica a través de la batería.