SDS UPS

Z onlinetechnology.cz

Přejít na: navigace, hledání

Pokud potřebujete realizovat malý stejnosměrný zálohovaný zdroj, pro zařízení které potřebuje ke své práci 12V až 35V, máme pro vás následující nabídku.

Základní zálohovací napětí je napětí akumulátorové baterie, lze použít pouze 12V gelový akumulátor (a libovolný zdroj 17Vdc až 35Vdc, popř. lze i AC).

English version is available here. Eshop is here.


Množí se dotazy, zda umí zdroj zálohovat 24V, 48V apod. - odpověď: s doplňkem ano. Detailní odpověď naleznete na konci stránky.

Pasivní PoE? Dodáváme kompletní řešení.


Kompletní sestava SDS-UPS s akumulátorem a transformátorem v kovové skříňce


Obsah

Výrobek SDS UPS

  • kompletní elektronika zálohováného DC zdroje
  • monitorování a řízení přes ethernet (=> odkudkoliv z internetu)
  • napájení: AC nebo DC, např. transformátor (13V~ až 17V~) nebo jiný DC zdroj (např. MPPT solár)
  • zálohování: externím akumulátorem (typicky 12V akumulátor - gelový, LiFePO4, atd.)
  • k dispozici je i samostatné relé, lze jej ovládat ručně, IP watchdogem nebo přes vlastní program
  • spotřeba celého SDS-UPS je 1.6W (vše v provozu, probíhá ethernetová komunikace), plus pak navíc nabíjení aku a odběr zátěže...
Napětí primárního vstupu (po usměrnění) musí být vyšší než napětí akumulátoru, jinak jej nelze dobíjet.
Doporučené (zcela nejnižší použitelné) napětí na vstupní PRI svorkách je 17Vdc (nebo více než 13V~). Vhodné je také 24Vdc.

Pokud nemůžete zajistit vhodné minimální napájecí napětí (alespoň 17Vdc), nemá smysl použít SDS UPS (nebude totiž nabíjet baterii).
Zařízení je především určeno jako zálohovací DC zdroj pro malé AP body popř. podobné zařízení (routerboard, kamery, ...).  
Typ zátěže však není nijak specifikován nebo omezen.
  • Pozor na maximální zátěž. Z hlediska spolehlivosti je vhodné držet se pravidla, že zařízení je provozováno na nejvíce poloviční zátěž než je maximální možná, dále je zde omezení podle teploty okolí (chlazení výrobku).
Doporučená zátěž (odběr z výstupu) je 3 A. Experimentálně (při zajištění chlazení) lze jít i výše.
  • Zařízení má sice součástky dimenzované na 6 A, ale takto dimenzováno je to právě ze spolehlivostního hlediska. Pokud potřebujete provozovat odběr většího proudu, bude vhodné použít jinou UPS desku, patřičně dimenzovanou na větší proudy (kontaktujte výrobce). Pokud chcete provozovat UPS v oblasti limitních hodnot, je nezbytné ji patřičně chladit (ventilátor, umístění ve větrané skříni, umístění na místě na které nesvítí slunce, umístění mimo další zdroje tepla, ...)
Zařízení je určeno pro připojení gelové baterie 12Vdc, nebo LiFePO4 baterií a dalších typů. Viz dále.


  • zařízení je výborné pro ISP - informace o výpadku, monitorování stavu online (napětí, proudy, spotřeba kWh) přes web a SNMP, plus IP watchdog


Zařízení je vhodné např. pro:

  • EZS, EPS
  • kamerové systémy
  • malé POP / Access Point body (výstup SDS UPS připojit do POE injektoru)
  • odloučené body s měřící technologií

Existují dvě prodejní varianty - (stará) dvoudesková rev3 a jednodesková, novější rev4. Verze rev3 se už neprodává, dnes je už prodávána pouze novější jednodesková rev4.

První varianta, SDS UPS rev3, je sestavena ze spárovaného modulu SDS MICRO s nahraným speciální firmware, a druhé doplňující UPS desky. Varianta rev3 již není delší dobu v prodeji (a dále nebude), poskytujeme pouze podporu.

Druhá varianta, SDS UPS rev4, je pouze jednodesková varianta (vše na jedné desce), určená do DIN krabičky. Varianta rev4 je aktuální produkt, je v prodeji.

Pro realizaci PoE je potřeba externí PoE injektor, lze využít SDS-SWPOE.

Soubor:and_sds_UPS_zapojeni_1.gif

K zařízení se připojuje akumulátor. Nejčastěji se používá gelový akumulátor. Lze také připojit i malý akumulátor s kapalnou náplní (malá "autobaterie"), ovšem vždy je potřeba sledovat maximální hodnotu akumulátoru v amperhodinách, a to z důvodů schopnosti zařízení SDS UPS dobíjet takový akumulátor ! Lze připojit i LiFePO4 baterie, za předpokladu správného nastavení dobíjení.

Pokud potřebujete zálohovat větší odběry než na jaké je stavěn výrobek SDS-UPS, pak je už výhodnější varianta pořídit výkonný spínaný zdroj (můžeme dodat v různých variantách) s připojením přímo na 230V~ a pak pouze doplnit monitorovací funkce pomocí modulu SDS-MICRO, viz návod - získáte tím podobný komfort, ale s možností větší proudové zátěže.

Místo primárního zdroje (výstup síťového transformátoru nebo spínaného zdroje) lze teoreticky připojit solární články. Jakmile bude toto odzkoušeno, bude zde umístěn návod, pokyny a důležité postřehy.


Dnes je aktuální prodejní verze SDS UPS ONEDPS.

Tabulka parametrů

Seznam základních vlastností výrobku SDS-UPS
jedná se o DC záložní zdroj - na výstupu je vždy stejnosměrné napětí
vstupem je a) střídavé napětí ze síťového transformátoru (alespoň 13Vac) nebo b) DC napětí (alespoň 17Vdc), pojistka je na desce
zařízení lze napájet z DC výstupu solární elektrárny (např. z MPPT regulátoru), za předpokladu nepřekročení maximálního DC napětí na vstupu
zařízení poskytuje přímé připojení akumulátoru, a baterii lze vyměnit za běhu
je zde dodatečná možnost výstupu konstantního nastaveného napětí, popř. i vyššího než má baterie, to vše viz SDS-SWPOE (samostatná SDS UPS nemá regulaci výstupního napětí)
při výpadku nedojde k ani dočasnému přerušení dodávky elektrické energie, nepoužívá se relé apod., ale diodová matice (bez zpoždění)
použité zapojení automaticky balancuje odběr z obou zdrojů, snaha je méně zatěžovat akumulátor (lze ho i programově odpojit ať se vůbec nevybíjí)
inteligentní nabíjení AKU řízené procesorem (režimy CC a CV), funkce odpojení AKU při vybití (lze zakázat)
uživatelsky nastavitelné nabíjecí proudy a napětí (přes web), pro režim CC a CV
nabíjet lze gelové akumulátory, nebo LiFePO4 akumulátory (když se zařízení nastaví jako zdroj konstantního napětí CV o velikosti 3,35 až 3,40 V na článek)
online monitorování (ethernet 100Mbit/s), živé webové rozhraní (graficky, aktualizace 1sec)
online čtení napětí vstupu a AKU, vše na SNMP přímo ve Voltech
online čtení proudů vstupu a AKU, vše na SNMP přímo v Ampérech
měření spotřeby - energie (Wh, kWh) která se dodá do výstupních svorek (DC výstup)
měření spotřeby - možnost odečtu až ze dvou elektroměrů přes S0 rozhraní
IP watchdog, může ovládat integrované samostatné relé (popř. ruční ovládání z webu)
úplná programovatelnost - PAC/PLC - pomocí SDS-C
log historie, přístupný z webového rozhraní, log všech přihlášených IP
ethernet: webové rozhraní, web-snippet (teplota), SNMP, XML, UDP rychlopaket, NTP klient, SMTP přes SDS-C, atd.
SNMP: vlastní MIB (stáhnutelný zdarma)
lze připojit 1-Wire® teploměry (realizace vícenásobného webového teploměru)
binární vstupy (optočleny), jejich stav lze číst např. SNMP, zpracovat v SDS-C, atd.

Detaily

Vstupem pro SDS-UPS jsou dva zdroje elektrické energie:

* akumulátor 12V=
* primární zdroj ("utility power", zde např. sekundární vinutí transformátoru napájeného ze sítě 230V~  nebo výstup spínaného zdroje)

Podle toho, který z těchto zdrojů je v dané chvíli použit pro napájení výstupu (kam je připojena zálohovaná zátěž), je na na zálohovaném výstupu UPS napětí:

  • při zálohování z akumulátoru je na výstupu svorkové napětí akumulátoru, mínus 1V (polovodičové přechody)
  • při běžném provozu z primárního zdroje je na výstupu stejnosměrné napětí, odpovídající primárnímu zdroji, minus 1V

Základním typem používaných akumulátorů je gelový 12V typ., nicméně není to nějaké omezení - lze připojit i LiFePO4 baterie a tak dále. Limit je však stanoven na maximální kapacitu baterie (údaj Ah), protože SDS-UPS má omezené nabíjecí proud akumulátoru (a čím větší Ah kapacita, tím větší potřebný proud). Doporučené jsou akumulátory do 10Ah včetně, maximum je v okolí 18Ah. Vyšší kapacity lze teoreticky připojit, ale už je nebude SDS-UPS schopno nabíjet (jen udržovat, a to jen do určité další vyšší hranice Ah).

Za svorkami pro připojení primárního zdroje je v zařízení umísten Graetzův usměrňovací můstek, takže lze bez obav připojit střídavé nebo stejnosměrné napětí, bez ohledu na polaritu.

Příklad: primární zdroj je sekundár transformátoru, dávající 9V~. To odpovídá DC napětí 12V=, baterie však nebude dobíjena.

Příklad: primární zdroj je sekundár transformátoru, dávající 16V~. To odpovídá DC napětí 24V=, baterie bude dobíjena.

Otázka: proč použít transformátor se sekundárním vinutím s napětím větším než 12V~ ? Protože pro správnou činnost nabíjení akumulátoru (což je jistě žádaná vlastnost), je potřeba mít k dispozici stejnosměrné napětí větší než je maximální svorkové napětí nabitého akumulátoru (což může být 14V=, viz dokumentace k danému akumulátoru), plus zhruba další +3Vdc, které se ztratí na úbytcích.

Aby se bateria nabíjela, musí být na PRI vstupu (na svorkách) zařízení SDS UPS napětí o 3Vdc větší než očekávané napětí na svorkách baterie. Pokud tuto podmínku nezajistíte, nebude zařízení SDS UPS schopno nabíjet baterie.

Pro správnou činnost nabíjení akumulátoru je tedy potřeba mít k dispozici stejnosměrné napětí (alespoň) 17V= nebo vyšší (až kolik bude horní omezení připojenou zátěži).

Samozřejmě není výhradním požadavkem napájet primární vstup střídavým napětím z transformátoru: lze připojit i DC napětí.

Vhodný je tedy např. spínaný zdroj, který má na svém výstupu 17Vdc nebo více., nebo např. výstup MPPT regulátoru u solární elektrárny atd.

Shrnutí: Pozor! Pokud potřebujete stálé výstupní napětí na výstupních svorkách SDS UPS, tak samotný výrobek SDS UPS toto nemůže zajistit. V takovém případě je potřeba použít např. doplněk SDS-SWPOE, nebo použít nějaký jiný svůj doplňující dc/dc měnič atd.


Poznámka:

Pozor na napětí naprázdno, u nezatíženého transformátoru (to znamená, připojeného jen k SDS-UPS, když se nenabíjí baterie a není připojena zátěž). Po usměrnění se toto napětí zvýší ( když bude mít trafo naprázdno 20V~, pak DC napětí bude 20V~ * 1.41 = 28Vdc ) a pokud bude usměrněné napětí vyšší než 25V, je potřeba provést opatření, viz další text:

Pouze pro rev3 (dvoudesková varianta): Maximální napětí na vstupu modulu SDS-MICRO je 24V, takže pokud víte, že budete napájet celý výrobek vyšším napětím, pak je nutno provést na SDS-MICRO úpravu, a to výměnu kondenzátoru, který je osazen s max. napětím 25V. Pokud se nechá původn kondenzátor a přivede se vyšší napětí, je zde reálné riziko jeho exploze. Proto je max. napětí ve specifikaci výrobku určeno jako 24V. Pokud tedy víte, že to budete chtít překročit (nebo víte že trafo co použijete má naprázdno 17V~ nebo více), kontaktujte výrobce (provedeme výměnu kondenzátoru za typ s vyšším max. napětím).


Dolní hranice napájecího napětí

Minimální napětí, přivedené na svorky primárního vstupu, je DC 7.5V (tomu odpovídá zhruba AC 6V~). Taková situace je jednak při výpadku primárního napájení (např. vypne se rozvodná síť), pak je samozřejmě na vstupu 0V. Zmíněná hranice 7.5V je zde však uvedena z důvodů úvodního plánování připojení SDS-UPS, kdy je potřeba zaručit, aby za normálního provozu bylo na svorkách pro primární napájení napětí vyšší než tato zmíněná hranice.

V takových případech přebírá úkol napájení a zálohování akumulátor. Pokud však není připojen, nebo je vybitý, tak pak bude zařízení nefunkční (záleží na napětí akumulátoru, nejprve odpadne měření, jako poslední vypne webové rozhraní).

Samozřejmě kromě těchto informací stále platí, že pro funkci nabíjení akumulátoru je potřeba na vstupní svorky přivést napětí o alespoň 3Vdc vyšší, než má být na svorkách akumulátoru (tj. má-li nabitý akumulátor na svých svorkách 14V, pak musí být SDS UPS napájeno z napětí 17Vdc (nebo více), aby byl nabíječ v SDS-UPS schopen akumulátor na těchto 14V nabít).


Maximální nabíjecí proud

Maximální nabíjecí proud je omezen použitými součástkami na desce SDS-UPS, a především také schopností okolí tuto desku uchladit.

Proto je doporučený maximální trvalý nabíjecí proud 1A, přičemž elektronika je sice postavena vyšší nabíjecí proud, ale není obecně vhodné používat trvale nejvyšší možné nabíjecí proudy, pokud není zajištěno dostatečné chlazení elektroniky. Zvýšením nabíjecího proudu se získá pouze rychlejší nabití akumulátoru, přičemž je zde i riziko přílišného plynování nebo separace gelového elektrolytu uvnitř akumulátoru a to je nebezpečné. Proto je potřeba nastavit nabíjecí proud správně, a raději co nejnižší, i za cenu delšího nabíjení akumulátoru (to souvisí s odpovědí na otázku, jak často je výpadek?).

Aktuální nastavená hodnota nabíjecího proudou by měla být desetinou kapacity akumulátoru (Ah, údaj od výrobce akumulátoru), to je obvyklý postup, pokud však výrobce přímo specifikuje nabíjecí proud, pak se samozřejmě použije tato hodnota.


Ochrana proti hlubokému vybití akumulátoru

Lze zapnout/vypnout z webového rozhraní. Nastavuje se napěťová úroveň [V], pokud napětí na svorkách akumulátoru klesne pod tuto úroveň po dobu 10 sekund, je akumulátor odpojen. Pokud opět vzroste, na dobu nejméně 3 sekund, je po této době opět zátěž připojena.


Vlastní řídící a nabíjecí algoritmy

Prostřednictvím vašeho vlastního SDS-C programu můžete kompletně ovládnou zařízení SDS-UPS.

Dokonce lze programově vyřadit interní nabíjecí algoritmus, a jeho funkci kompletně převzít vlastním SDS-C programem. Toto přináší velkou výhodu, např. pokud chcete používat nestandardní baterie, nebo si např. naprogramovat funkci nadproudové pojistky.


Měření proudu a napětí - platí pro rev3 (dvoudesková varianta)

Zařízení měří aktuální napětí na akumulátoru (0-30V), dále napětí primárního vstupu (až za usměrňovačem, 0-30V). Obojí je online k dispozici (web, snmp, atd.)

Dále se měří proud do a z akumulátoru. Z akumulátoru (spotřeba) 0 až -6A, do akumulátoru (nabíjení) 0 až +3A.

Proud z primárního zdroje se měří v rozsahu 0 až 6A, přičemž se jedná jen o informativní údaj - tj. není použit k řízení čehokoliv, a hodnota je samozřejmě přístupná online. Umístění čidla proudu je až za usměrňovačem a filtračními kondenzátory, uvnitř SDS-UPS rev3.

Měření proudu u verze rev3 je orientační, měří s chybou měření +/- 100mA, což pro orientační měření postačuje.

Varianta rev3 se dále neprodává, informace jsou uvedeny jen pro majitele již vlastnící prodané kusy.

Měření proudu a napětí - platí pro rev4 (jednodesková varianta - DIN)

Měření proudu pro akumulátor je v rozsahu +/- 10A, pro primární vstup je v rozsahu +/- 10A. Přesnost měření 100mA, zobrazení je však na 10mA.



Nezáměnnost modulu SDS-MICRO - platí pouze pro rev3 (dvoudesková varianta)

Tato informace platí pouze dnes již neprodávané dvoudeskové varianty.

V tomto výrobku je použit modul SDS-MICRO, přičemž každý výrobek má svůj přiřazený modul. SDS-MICRO nelze přehodit z jiného výrobku na jiný, protože každý je zvlášť kalibrován. V případě záměny dojde k zásadním nepřesnostem v měření proudu, což znemožní spravnou funkci (hlídání baterie, regulace dobíjení), a to se stát nesmí, proto musí být ponechán výrobcem dodaný SDS-MICRO pro konkrétní SDS-UPS. Dále je zde důležité upozornění, že HW modulu SDS-MICRO v úpravě pro SDS-UPS je odlišné (dva osazené rezistory mají jinou hodnotu) oproti "běžnému" samostatnému modulu SDS-MICRO.

Dále je nastaven jiný kód firmware (už od výrobce), což zabrání nahrání jiného firmware než je určen pro SDS-UPS. Proč jsou zde tyto informace? Protože v případě servisu musíte vyměnit díly SDS-UPS pouze za ty správné (tj. to správné SDS-MICRO se správným osazením a se správným firmware). Pokud bude servis proveden u výrobce, vše bude ok. To vše znamená, že při servisu se posílá celá sestava SDS-UPS, ne jen např. samostatná deska SDS-MICRO.

Nový výrobek už je řešen jako jednodesková varianta, tam už je také jednotný firmware pro všechny kusy, bez nutnosti starat se o sériové číslo. Takže poznámka o nezáměnnosti platí pouze pro verzi rev3, které bylo vyrobeno jen několik desíte kusů.

Zálohování - detaily

Často je potřeba mít na výstupu vyšší napětí, např. 24V, a to i v případě výpadku. Plus je to často potřeba spojit s pasivní napájením typu Passive PoE.

Když budete mít při napájení ze sítě na výstupu 24V, je zadání splněno až do chvíle, kdy dojde k výpadku a začne se zálohovat z baterie - pak je na výstupu často jen něco kolem 12V a to je málo.

Problém vyřešíte tak, že k SDS-UPS přidáte doplňkový modul SDS-SWPOE, který obsahuje snižovací a zvyšovací měnič a také PoE injektor - díky SDS-SWPOE tak můžete mít s libovolným vstupem (větším nebo nižším než výstpní napětí) na výstupu stále stabilizované napětí (např. 24V stejnosměrných), nezávisle na tom, zda je záložní zdroj právě napájen ze sítě nebo z akumulátoru 12V. Výstupní napětí lze nastavit v širokých mezích (trimr na desce).

Pokud nechcete kombinovaný zvyšovací a snižovací zdroj (boost+buck), ale stačí vám jen zvyšovací (boost, víte že vstupní napětí bude vždy nižší než výstupní), pak je zde ještě další alternativa, v tuto chvíli ale ještě není v prodeji.

Proč je to řešeno jako další modul? Protože jsme při návrhu omezeni rozměrem (DIN krabička) a už SDS-UPS kompletně vyplňuje dostupný prostor. Další elektronika se tak už musí dělat do "další krabičky".

Takto má každý volbu (funkční i cenovou), a vybere si co mu vyhovuje (zda nevadí jen 12V, či přepínání 12V / 24V a podobně, nebo zda-li chcete trvale např. 24V).

Tento záložní zdroj, SDS-UPS, je původně určen pro aplikace na koncových AP bodech, a tomu odpovídá jeho návrh. Samozřejmě jej lze použít v řadě jiných aplikací, ovšem vždy je potřeba důsledně vše promyslet a ověřit, zda-li to skutečně je ok (většinou ano, pokud nevíte, napište).

Ad. dotazy na zálohování -48V (RR pojítka). Lze sice použít SDS-SWPOE, ovšem je potřeba zvážit trvalý odebíraný výkon při záloze a tomu odpovídající akumulátor (o ten právě jde). SDS-UPS v základní verzi umí nabíjet AKU jen do určité hodnoty Ah, takže může a nebo nemusí být vhodné pro zálohu zařízení s větším odběrem (např. RR pojítko napájené přes SDS-SWPOE na 48V). Lze to ověřit jednoduchým propočtem, vstupem je potřebná doba zálohy a příkon zařízení. Výstupem je potřebný proud na výstupu SDS-UPS (první omezení) a také potřebná kapacit akumulátoru v Ah (druhé omezení).

Dostupnost

K prodeji na našem eshopu (onlinetechnology.cz).

Je prodávána jak samotná elektronika, tak kompletní sestavy (krabice, transformátor, ...). Samotná nová elektronika je vhodná pro náhradu původní "neinteligentní" elektroniky v již existujících (namontovaných) záložních zdrojích, kdy se nechá původní mechanika, trafo a AKU.

Osobní nástroje
Translate