A fonte de alimentação ininterrupta (UPS) é um componente essencial em muitas aplicações industriais. Contanto que a interrupção da fonte de alimentação principal possa causar perda de dados, danificar equipamentos sensíveis, colocar em risco a segurança ou ameaçar a vida, o sistema precisa ser equipado com UPS. Quando houver uma queda de energia externa, esses sistemas críticos conectarão automaticamente a carga à bateria e fornecerão energia através da bateria, ganhando assim tempo para conectar outra fonte de energia ou garantindo o desligamento seguro do equipamento.
O sistema UPS é amplamente utilizado, cobrindo muitas áreas, como telecomunicações, hospitais e data centers. UPS projetados especificamente para cargas de corrente contínua (CC) podem fornecer proteção para equipamentos de transporte, geração de energia, automação de fábricas e edifícios, fabricação de semicondutores, segurança e outras áreas.
Além de ser um simples dispositivo de comutação entre fontes de energia externas e baterias de reserva, o UPS também deve gerenciar a integridade da bateria e a tensão de entrada/saída. Quando os engenheiros adicionam UPS a equipamentos existentes ou planeados, precisam de escolher produtos que correspondam aos requisitos de carga e bateria, ao mesmo tempo que consideram os requisitos de interface e de funcionamento seguro da UPS.
Entenda o princípio de funcionamento da fonte de alimentação ininterrupta
O equipamento projetado para entrada de corrente alternada (CA) utiliza um UPS CA, que converte a energia CC da bateria reserva em uma saída CA adequada para a carga através de um circuito inversor (Figura 1). Durante a operação normal, a fonte de alimentação CA externa fornecerá energia diretamente à carga sem passar pela bateria e pelo inversor. Quando a fonte de alimentação externa é interrompida, a bateria fornecerá energia à carga com a tensão necessária através do inversor até que a bateria se esgote, a fonte de alimentação externa seja restaurada ou outra fonte de alimentação seja conectada.
O AC UPS contém um retificador que funciona quando há uma fonte de alimentação CA. O retificador converte parte da energia CA em energia CC e carrega a bateria após estabilizá-la.
AC UPS adotará o modo bypass sem passar pela bateria
Figura 1: O UPS CA entrará no modo bypass quando necessário, sem passar pela bateria, e então usará um inversor para converter a energia CC da bateria na energia CA exigida pela carga. O retificador carrega a bateria com fonte de alimentação CA. (Fonte da imagem: TDK Lambda)
A carga DC pode ser conectada diretamente à bateria de reserva através do DC-UPS. DC-UPS tem duas funções principais. Quando há uma fonte de alimentação externa, o DC-UPS pode funcionar como um conversor CC/CC bidirecional interno. Desta forma, o UPS pode não apenas utilizar a tensão CC retificada para carregar a bateria, mas também converter a tensão CC em uma tensão adequada para a carga CC (Figura 2). Quando a fonte de alimentação externa é interrompida, ele atua como um conversor CC/CC, proporcionando estabilização da tensão da bateria para a carga.
No DC-UPS, a bateria fornece energia diretamente para a carga
Figura 2: No DC-UPS, a bateria fornece energia diretamente para a carga. Quando a fonte de alimentação externa é restaurada, a fonte de alimentação de tensão CA externa retificada fornece energia para a carga e carrega a bateria. (Fonte da imagem: TDK Lambda)
O DC-UPS DUSH960 da TDK Lambda (Figura 3) é adequado para tensões de entrada CC variando de 12V a 60V. Sob tensões programáveis pelo usuário que variam de 12 V a 48 VCC, este no-break pode produzir até 20 A de corrente e 960 W de potência. Como conversor DC/DC programável, o DUSH960 DC-UPS pode ser usado na faixa de entrada e saída de 10 V a 60 V (tensão nominal de 12 V a 48 V) sem a necessidade de baterias.
Devido ao fato de a bateria de reserva poder fornecer energia diretamente à carga sem a necessidade de um inversor, a eficiência do sistema DC-UPS é extremamente alta. Este DC-UPS pode produzir de forma confiável 96% a 98% de sua energia elétrica através da bateria.