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São muitas as aplicações que usam os No-Break em conjunto com bateria e instalações customizadas. Quando tratamos de uma aplicação devemos levar em conta vários fatores que normalmente não são verificados e isso pode levar a um prejuízo futuro. Conhecendo um pouco mais sobre o assunto é possível identificar a melhor solução com o melhor preço.
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Tipos de No-break:
O objetivo básico de um No-break, também conhecido como UPS ou “Uninterruptible Power Supply” – sua sigla em inglês, é manter operando os equipamentos eletroeletrônicos nele conectados no caso de falta no fornecimento de energia elétrica. Além disso, também garante a qualidade da rede elétrica, podendo estabilizar, filtrar, corrigir forma de onda, picos e surtos de tensão em alguns modelos.
No-breaks operam através de baterias, convertendo a corrente contínua (DC) presente nas baterias em corrente alternada (AC) na mesma tensão de uma tomada elétrica (110V ou 220V, dependendo do modelo) e “chaveando” automaticamente para as baterias assim que detecta uma falha na rede. Os No-breaks podem prover uma forma de onda igual a que você encontra na tomada da sua casa, ou um formato diferente que pode impactar ou até prejudicar alguns equipamentos. O tempo de chaveamento entre a rede elétrica e a operação por baterias também deve ser considerado na hora de escolher um modelo, pois pode prejudicar sistemas de som ou reiniciar equipamentos se for muito alto.
Vamos analisar os principais componentes de um No-break antes de irmos adiante:
Baterias: São a fonte primária de energia do equipamento. Devem ser do tipo “estacionárias” que possuem características próprias para operar em equipamentos deste tipo, não sendo recomendado o uso de baterias automotivas (clique aqui para um comparativo). As baterias são carregadas automaticamente quando existe energia na rede elétrica, porém possuem vida útil e devem ser substituídas periodicamente. Sua durabilidade depende de vários fatores, como ciclos de carga/descarga, temperatura ambiente, marca etc. Nos No-breaks de pequeno porte duram em média de 2 a 3 anos. A maioria dos No-breaks utilizam baterias de 12 Volts, podendo ser ligadas em série e/ou paralelo, dependendo das especificações do equipamento.
Inversor: Converte a corrente contínua (DC) das baterias em corrente alternada (AC) para as tomadas de saída do No-break. Também eleva a tensão das baterias para 110 ou 220 Volts.
Retificador: Funciona ao contrário do inversor, retificando a corrente alternada que vem da rede elétrica para corrente contínua, utilizada para recarregar as baterias e alimentar os circuitos internos do No-break.
Gerenciamento: Alguns No-breaks contam com módulos de gerenciamento que permitem coletar em tempo real diversos parâmetros da sua operação, como estado das baterias, carga utilizada, frequência e tensão da rede elétrica etc… As interfaces de gerenciamento mais comuns em No-break são USB, RS-232, RS-485 e SNMP.
Agora que já conhecemos os principais componentes internos de um No-break, podemos analisar os tipos mais comuns disponíveis no mercado:
Short-break:
Também conhecidos como “stand by” ou “off-line”, é o modelo mais simples (e barato) de No-break. Funciona repassando a energia elétrica das tomadas diretamente para a saída do equipamento. O retificador está sempre ligado e mantém as baterias “prontas para uso”. Como o inversor fica desligado neste modelo, sendo ligado apenas quando passa a operar pelas as baterias, existe um tempo considerável de chaveamento, que varia de 4 a 8 ms (milissegundos). Este tipo de No-break geralmente é mais antigo e para uso quase que exclusivamente doméstico. Sua forma de onda (explicada com maiores detalhes a seguir) geralmente é quadrada, o que restringe muito suas aplicações.
Alguns modelos de short-break possuem filtro de linha ou estabilizador interno que atuam como uma proteção básica quando há energia elétrica na rede, já outros modelos apenas fazem “ponte direta” entre a rede elétrica e as tomadas na saída do equipamento, sendo considerado inseguro.
Diagrama elétrico em blocos de um No-break modelo short-break
Prós: Baixo custo, pouca dissipação de calor quando operando em AC.
Contras: Alto tempo de transferência, forma de onda quadrada quando operando em DC, vida útil do equipamento e baterias prejudicado por constante chaveamento.
Line-interactive:
Também conhecido como “interativo”, são muito parecidos com os “short-brake”, com a diferença que seu retificador e inversor ficam sempre ligados, reduzindo o tempo de chaveamento para geralmente menos de 0,8 ms. São comuns modelos com forma de onda senoidal e semi-senoidal deste tipo. Uma vantagem do line-interactive é que geralmente possuem um transformador na saída, isolando a rede elétrica do equipamento e funcionando como um estabilizador, compensando pequenas variações na rede elétrica ao invés de mudar o modo para baterias a cada variação mínima, o que aumenta a vida útil do equipamento e suas baterias.
Prós: Menor tempo de transferência em relação ao modelo “short-brake”, forma de onda melhor na saída do inversor, funcionam como estabilizadores.
Contras: Possui tempo de chaveamento, não corrige forma de onda.
Online de dupla-conversão:
No-breaks online, ou de “dupla conversão” são a melhor opção para equipamentos eletro-eletrônicos por não possuir tempo de chaveamento. Eles funcionam da seguinte forma: Quando a rede elétrica esta presente, o retificador esta sempre ligado (primeira conversão: AC/DC) carregando as baterias, que por sua vez estão sempre alimentando o inversor (segunda conversão: DC/AC) e provendo a tensão correta na saída. Desta forma você tem sempre uma forma de onda senoidal pura na saída, mesmo quando a energia elétrica do local não for de qualidade, pois quem provê a tensão de saída são as baterias e seu circuito inversor.
Por estarem sempre funcionando através do inversor, não possuem tempo de chaveamento. Quando falta energia na entrada do equipamento, ele continua operando através das baterias, que param de receber a carga na entrada proveniente da rede elétrica. Como uma desvantagem deste processo, o No-break online costuma gerar um pouco mais de calor, mesmo quando operando em AC, pois seus circuítos internos estão sempre “ligados”.
Prós: Melhor modelo para servidores e computadores modernos, tempo de chaveamento zero, forma de onda senoidal pura em AC ou DC.
Contras: Preço elevado em comparação a outros modelos, aquece mais o ambiente.
Conclusão:
Os modelos que devem ser considerados hoje em dia para aquisição ou substituição de um No-break são os line-interactive ou online, de preferência com forma de onda Senoidal, ficando os modelos “short-brake” extremamente limitados quanto as suas aplicações.
Se os equipamentos que serão ligados ao No-break não forem muito sensíveis e tiverem uma boa tolerância à forma de onda, podemos optar pelos modelos line-interactive PWM devido ao seu baixo custo. Como regra geral, equipamentos com carga resistiva (por exemplo lâmpadas incandescentes, resistências de estufas aquecedores etc) não necessitam de forma de onda senoidal-pura para funcionar.
Já equipamentos hospitalares, servidores e equipamentos de informática em geral, som, amplificadores, vídeo etc, podem apresentar problemas quando ligados em forma de onda quadrada ou PWM, sendo recomendado No-breaks online de dupla-conversão para estes casos. Na dúvida, opte sempre pelos modelos senoidais, e se possível online de dupla-conversão.
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