Zasilacze urządzeń elektrycznych z filtrami PFC mogą powodować problemy w funkcjonowaniu systemów zasilania awaryjnego.

Podstawową funkcją zasilaczy awaryjnych UPS jest ochrona komputerów lub innych urządzeń elektronicznych przed przerwami w zasilaniu.

Od dawna już oczekiwania wobec nich są znacznie większe. Oprócz nieprzerwanego dostarczania energii, sterowania bezpiecznym wyłączaniem urządzeń w razie dłuższej przerwy w zasilaniu sieciowym czy aktywacji generatorów, systemy UPS mają za zadanie chronić systemy przed różnego rodzaju zakłóceniami: przepięciami, szumami, spadkami napięcia itp., które mogą mieć wpływ na działanie częstokroć bardzo drogich urządzeń.

Oczywiście, te najbardziej zaawansowane i najdroższe modele UPS są przeznaczone do ochrony urządzeń szczególnie wrażliwych na zakłócenia, takich jak sprzęt medyczny, telekomunikacyjny, przemysłowe mierniki pracujące na liniach produkcyjnych itp. W przypadku komputerów wrażliwość na zakłócenia zasilania jest zdecydowanie mniejsza i z reguły do ich ochrony wystarcza zastosowanie podstawowych wersji UPS. Ale i na tym polu zachodzą ostatnio zmiany.

PFC kontra UPS

"Większość typowych zasilaczy impulsowych pobierała dotąd prąd o kształcie odmiennym od sinusoidy. Powodowało to m.in. zmniejszenie zdolności zasilającej sieci, wzrost temperatury przewodów, niestabilność napięcia, rezonans przepięć itp. Nie bez znaczenia jest także to, że zasilacze impulsowe zakłócają pracę urządzeń pomiarowych wykorzystujących moment «przechodzenia przez zero» napięcia lub prądu zasilania. Norma EN61000-3-2 została stworzona po to, aby ograniczyć występowanie tego rodzaju zjawisk" - tłumaczy dr Ryszard Siurek z firmy Imcon-Intec.

Medal ma jednak dwie strony. "Od pewnego czasu na rynku zaczęły się pojawiać nowej generacji zasilacze sieciowe zgodne z europejską specyfikacją PFC (Power Factor Correction). Te urządzenia nie zawsze gładko współpracują zwłaszcza z podstawowymi modelami zasilaczy UPS, które generują prostokątne impulsy napięcia" - wyjaśnia Kajetan Adamczak z firmy Ever. Układ PFC to elektroniczny układ do korekcji współczynnika mocy - aktywny filtr wejściowy, którego zadaniem jest ograniczenie zakłóceń wprowadzanych do sieci energetycznej przez zasilacze urządzeń elektrycznych (nie tylko komputerów). Koryguje on kształt pobieranego prądu do sinusoidy zgodnej w fazie z napięciem zasilania.

Potrzeba stosowania PFC jest związana m.in. z wprowadzoną w 2001 r. europejską normą EN61000-3-2. Dotyczy ona ochrony sieci energetycznych przed zakłóceniami przez ograniczenie wprowadzania fal harmonicznych prądu. Norma obejmuje zasilacze o mocach nominalnych 75-1000 W, a więc takich, które można znaleźć w zdecydowanej większości komputerów, popularnych serwerów i urządzeń sieciowych, np. przełączniki czy routery.

W praktyce zasilacze impulsowe o mocy 200-240 W z reguły spełniają wymagania EN61000-3-2 bez konieczności stosowania dodatkowych układów korekcyjnych i filtrujących. Jednak po przekroczeniu 30 W układy obniżające zawartość harmonicznych w prądzie pobieranym z sieci stają się niezbędne. Nie zawsze muszą to być zaawansowane systemy PFC wykorzystujące drugi, dodatkowy stopień przetwarzania impulsowego. Czasami wystarczają jedynie modyfikacje transformatora i filtrów pojemnościowych.

Wymienić albo uzupełnić

Pojawienie się na rynku zasilaczy z układami PFC może wywołać nieoczekiwane problemy ze współpracą wyposażonych w nie komputerów z systemami UPS. "Kilka razy - w przypadku nowych instalacji - okazywało się, że nowe serwery nie współpracowały poprawnie z dotychczasowym systemem zasilania awaryjnego" - twierdzi Kajetan Adamczak, nie podaje jednak żadnych konkretnych nazw firm czy produktów.

Na temat problemów wywoływanych włączaniem do sieci urządzeń z zasilaczami wyposażonymi w filtry PFC nie istnieją żadne badania ani raporty analityków. Co więcej, brak danych o tym, na ile stosowanie filtrów PFC jest powszechne, brak też testów zgodności, które mogłyby stanowić kompas dla firm zamierzających wymienić sprzęt komputerowy czy zmodyfikować istniejący system zasilania.

Najprostszym rozwiązaniem byłby zakup nowszego, bardziej zaawansowanego systemu zasilania awaryjnego. Większość modeli klasy średniej i wszystkie systemy klasy najwyższej mają dodatkowe układy modelujące wychodzące z zasilacza działającego w trybie bateryjnym napięcie prostokątne do postaci sinusoidy.

Nie każda firma może jednak pozwolić sobie na zmianę podsystemu zasilania awaryjnego. Z myślą o takich właśnie firmach Ever opracował filtr CDS (Clear Digital Sinus), który po podłączeniu do "zwykłego" zasilacza UPS umożliwia m.in. generację napięcia sinusoidalnego na wyjściu UPS. Firma zamierza wprowadzić go do wszystkich modeli zasilaczy - nawet tych o mocach zaledwie 350 VA. Przedstawiciele firmy zapowiadają, że nie spowoduje to istotnego zwiększenia ceny sprzętu.