L'alimentation sans interruption (UPS) est un composant essentiel dans de nombreuses applications industrielles. Tant que l'interruption de l'alimentation électrique principale peut entraîner une perte de données, endommager des équipements sensibles, mettre en danger la sécurité ou menacer la vie, le système doit être équipé d'un UPS. En cas de panne de courant externe, ces systèmes critiques connecteront automatiquement la charge à la batterie et fourniront de l'énergie via la batterie, permettant ainsi de gagner du temps pour connecter une autre source d'alimentation ou assurer un arrêt en toute sécurité de l'équipement.
Le système UPS est largement utilisé et couvre de nombreux domaines tels que les télécommunications, les hôpitaux et les centres de données. Les UPS conçus spécifiquement pour les charges à courant continu (CC) peuvent assurer la protection des équipements dans les domaines du transport, de la production d'électricité, de l'automatisation des usines et des bâtiments, de la fabrication de semi-conducteurs, de la sécurité et d'autres domaines.
Non seulement il s'agit d'un simple dispositif de commutation entre les sources d'alimentation externes et les batteries de secours, mais l'onduleur doit également gérer l'état de la batterie et la tension d'entrée/sortie. Lorsque les ingénieurs ajoutent un onduleur à un équipement existant ou prévu, ils doivent choisir des produits qui correspondent aux exigences de charge et de batterie, tout en tenant compte des exigences d'interface et de fonctionnement sûr de l'onduleur.
Comprendre le principe de fonctionnement de l'alimentation sans interruption
L'équipement conçu pour une entrée de courant alternatif (CA) utilise un UPS CA, qui convertit l'alimentation CC de la batterie de secours en une sortie CA adaptée à la charge via un circuit onduleur (Figure 1). Pendant le fonctionnement normal, la source d'alimentation CA externe alimentera directement la charge sans passer par la batterie et l'onduleur. Lorsque l'alimentation externe est interrompue, la batterie alimente la charge avec la tension requise via l'onduleur jusqu'à ce que la batterie soit épuisée, que l'alimentation externe soit rétablie ou qu'une autre source d'alimentation soit connectée.
L'onduleur AC contient un redresseur qui fonctionne lorsqu'il y a une source d'alimentation CA. Le redresseur convertit une partie du courant alternatif en courant continu et charge la batterie après l'avoir stabilisée.
AC UPS adoptera le mode bypass sans passer par la batterie
Figure 1 : L'onduleur CA entrera en mode de dérivation si nécessaire, sans passer par la batterie, puis utilisera un onduleur pour convertir la puissance CC de la batterie en puissance CA requise par la charge. Le redresseur charge la batterie avec une alimentation secteur. (Source de l'image : TDK Lambda)
La charge CC peut être directement connectée à la batterie de secours via DC-UPS. DC-UPS a deux fonctions principales. Lorsqu'il existe une source d'alimentation externe, le DC-UPS peut fonctionner comme un convertisseur DC/DC bidirectionnel interne. De cette manière, l'onduleur peut non seulement utiliser la tension CC redressée pour charger la batterie, mais également convertir la tension CC en une tension adaptée à la charge CC (Figure 2). Lorsque l'alimentation externe est interrompue, il agit comme un convertisseur DC/DC, assurant la stabilisation de la tension de la batterie à la charge.
Dans DC-UPS, la batterie alimente directement la charge
Figure 2 : Dans DC-UPS, la batterie alimente directement la charge. Lorsque l'alimentation externe est rétablie, l'alimentation externe à tension alternative redressée alimente la charge et charge la batterie. (Source de l'image : TDK Lambda)
L'onduleur DC-UPS DUSH960 de TDK Lambda (Figure 3) convient aux tensions d'entrée CC allant de 12 V à 60 V. Sous des tensions programmables par l'utilisateur allant de 12 V à 48 V CC, cet UPS peut produire jusqu'à 20 A de courant et 960 W de puissance. En tant que convertisseur DC/DC programmable, le DUSH960 DC-UPS peut être utilisé dans la plage d'entrée et de sortie de 10 V à 60 V (tension nominale de 12 V à 48 V) sans avoir besoin de piles.
Étant donné que la batterie de secours peut alimenter directement la charge sans avoir recours à un onduleur, l'efficacité du système DC-UPS est extrêmement élevée. Ce DC-UPS peut produire de manière fiable 96 à 98 % de son énergie électrique via la batterie.