Diferencia entre UPS en línea y fuera de línea

Diferencia clave - UPS en línea frente a fuera de línea
 

UPS o fuente de alimentación ininterrumpida es un dispositivo que suministra energía a cargas críticas que deben funcionar continuamente sin interrupción, incluso durante un corte de energía. Los UPS tienen dos tipos: tipo rotativo / mecánico, que incluye motores y generadores como fuente de alimentación, y los UPS estáticos, que suministran energía de respaldo a través de un banco de baterías y funcionan con dispositivos electrónicos de potencia. Los UPS en línea y fuera de línea se clasifican en UPS estáticos dependiendo de su funcionalidad. La diferencia clave entre UPS en línea y fuera de línea es que Los UPS fuera de línea encienden la carga directamente desde la red eléctrica cuando el suministro principal está disponible mientras Los UPS en línea suministran energía a la carga a través de una combinación de rectificador-inversor sin conectar la carga directamente a la red eléctrica.

CONTENIDO

1. Resumen y diferencia clave
2. ¿Qué es un UPS sin conexión?
3. ¿Qué es UPS en línea?
4. Comparación lado a lado - UPS en línea frente a fuera de línea en forma tabular
5. Resumen

¿Qué es un UPS sin conexión??

El término fuera de línea significa que el banco de baterías no está conectado (fuera de línea) con la carga en funcionamiento normal cuando la alimentación principal está disponible. En esta situación, la alimentación principal está conectada directamente a la salida de la carga a través de un interruptor de transferencia estática que normalmente está encendido. Cuando la alimentación principal está disponible, el banco de baterías de respaldo es cargado por CC a través de una unidad de cargador que consta de un circuito rectificador.

En una interrupción del suministro eléctrico o en una sobretensión / sobretensión, el interruptor estático desconecta la alimentación principal de la carga y conecta la batería a la carga en un período de tiempo insignificante. Este tiempo de transferencia de la red eléctrica a la batería suele ser de 10 a 25 ms y depende de los semiconductores o del circuito electrónico de potencia que detecta la pérdida de energía de la red y realiza la conmutación..

Dado que la alimentación de la red está conectada directamente a la carga en el funcionamiento normal, cualquier distorsión, como picos, hundimientos y ruidos en la red, obviamente aparece en la salida del UPS. Sin embargo, hay sistemas de UPS que realizan algún tipo de acondicionamiento de energía en la salida. Los UPS de línea interactiva son un tipo especial de UPS fuera de línea que se ocupan de pequeños sobre voltajes o subvoltajes que se producen en la red. Emplean un autotransformador de tomas múltiples o un transformador de refuerzo para convertir la tensión de la red de entrada a la tensión de salida correcta..

Figura 01: Línea interactiva de UPS

Como hay un tiempo de conmutación inevitable en los UPS sin conexión, hay un obvio apagón de energía en las cargas conectadas. Por lo tanto, este tipo de UPS se utiliza con cargas como computadoras de escritorio, impresoras, circuitos de iluminación de emergencia, etc., que pueden manejar un apagón tan pequeño. Los UPS sin conexión son los más baratos entre todos los UPS, ya que tienen el diseño más simple.

¿Qué es un UPS en línea??

Los UPS en línea se utilizan para proporcionar energía ininterrumpida. A diferencia de los UPS fuera de línea, el UPS en línea no conecta la alimentación de red a la salida. En su lugar, suministra CA a la carga a través de la combinación de rectificador-inversor, cargando simultáneamente la batería. Cuando hay una interrupción, el rectificador deja de funcionar y el banco de baterías que ya está conectado al inversor proporciona energía a la carga. Como resultado, no habría ningún tiempo de transferencia en los UPS en línea. Estos tambien son llamados UPS de doble conversión, ya que la entrada AC es convertida a DC por el rectificador, y luego de vuelta a AC por el inversor.

Figura 02: Un diagrama simplificado de un UPS en línea

A diferencia de los UPS fuera de línea, el interruptor de transferencia estática en los UPS en línea normalmente está apagado. Solo se usa cuando hay una condición de sobrecarga o cuando el motor conectado consume una alta corriente de entrada. En tal situación, el circuito electrónico de potencia asociado con el interruptor estático detecta la corriente alta y transfiere la alimentación del inversor a la alimentación principal. Esto evita un posible daño al hardware interno de UPS por las altas corrientes..

En los UPS en línea, el rectificador debe suministrar energía a la carga, así como al banco de baterías para la carga. Por lo tanto, el rectificador debe manejar una carga más alta y los UPS en línea generalmente vienen con grandes disipadores de calor. Además, los UPS en línea son mucho más caros en comparación con los UPS sin conexión. Se usan con aplicaciones comerciales y lugares donde las fuentes de alimentación ininterrumpidas son cruciales, como los centros de datos y las unidades de cuidados intensivos del hospital. Aunque se utilizaron para aplicaciones que usaban más de 10 kW, con el espectacular avance de la tecnología y la reducción de costos, los UPS en línea ahora están disponibles para dispositivos incluso de menos de 500 W. Aunque hay un gasto adicional, los UPS en línea proporcionan aislamiento para la carga del suministro de red. Por lo tanto, cualquier distorsión de tensión en la red no se propaga a la salida y la tensión de alimentación a la carga siempre estará limpia.

¿Cuál es la diferencia entre UPS en línea y fuera de línea??

En línea vs fuera de línea UPS
El UPS en línea no conecta la alimentación de red a la carga durante el funcionamiento normal o las interrupciones. El banco de baterías está siempre encendido, en línea con la carga.	El banco de baterías de los UPS fuera de línea no está en línea con la carga en una situación normal. La red se conecta directamente a la carga..
Transferencia de normal a situaciones de respaldo
Como la batería siempre está conectada a la carga, no hay tiempo de transferencia involucrado en los UPS en línea. El interruptor de transferencia conecta el inversor a la carga en condiciones normales.	Hay un milisegundo de retraso en la transferencia debido a la detección de la línea de alimentación y la conmutación por parte del circuito de la electrónica de potencia..
Costo
El costo del UPS en línea es más alto ya que el rectificador está diseñado para manejar alta potencia para la carga y el suministro de carga simultáneos..	Los UPS sin conexión son comparativamente menos costosos debido a su diseño más simple.
Aplicaciones
Las cargas sensibles y altamente críticas, como los instrumentos médicos, los centros de datos están alimentados por UPS en línea. Debido al aislamiento de la red a la carga, no habrá distorsión en la salida.	Los UPS sin conexión no proporcionan aislamiento. Por lo tanto, habrá una distorsión de voltaje de la entrada reflejada en la salida en el funcionamiento normal de UPS fuera de línea.

Resumen - UPS en línea frente a fuera de línea

Los UPS están diseñados para proporcionar energía a los dispositivos sin interrupción en un corte de energía o caídas severas de voltaje en la fuente de alimentación. Los UPS se clasifican en UPS en línea y fuera de línea, que son UPS estáticos operados en dispositivos electrónicos semiconductores de potencia. Los UPS en línea pueden proporcionar alimentación ininterrumpida sin ningún retraso de transferencia, ya que su batería siempre está conectada al inversor a través del cual se suministra la carga incluso en el funcionamiento normal. En contraste, los UPS fuera de línea conectan directamente el suministro de red a la carga durante el funcionamiento normal y cargan la batería a través del rectificador. En un apagón, el interruptor de transferencia conecta el inversor a la carga para suministrar energía de CA desde la energía de CC convertida en la batería. Esta es la principal diferencia entre los UPS en línea y fuera de línea. A diferencia de los UPS fuera de línea, los UPS en línea proporcionan aislamiento entre la alimentación principal y la carga. Por lo tanto, cualquier distorsión de voltaje no se pasa al voltaje de salida por el UPS en línea. Sin embargo, a costa de la distorsión del voltaje, el costo de los UPS fuera de línea es mucho más bajo que los UPS en línea.

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Referencia:

1. “Comparación entre la fuente de alimentación ininterrumpida en línea y fuera de línea”. Power Electronics A to Z. N.p., 01 de enero de 2015. Web. Disponible aquí. 13 de junio de 2017.
2. Humayun, Naveed. "Historia de UPS". PK UPS. N.p., 10 de enero de 2014. Web. Disponible aquí. 13 de junio de 2017.

Imagen de cortesía:

1. “Line-Interactive UPS Diagram SVG” por Ingrese un nombre de usuario aquí - Trabajo propio (CC0) a través de Commons Wikimedia
2. "Ups-online" Por usuario: Tomia - Trabajo propio (CC POR 2.5) vía Commons Wikimedia (Etiquetado en inglés)