UPS

最終更新日 2023年09月07日

UPSとは

基礎

UPSとはUninterruptible Power Supplyの略で、停電、瞬断、瞬間的の電圧低下等が起きてもコンピューターへの電力供給が断たれないようにする装置です。ユーピーエスと読みます。無停電電源装置と呼ぶ場合もあります。

雷サージから保護する

一般的にUPSは雷サージから保護する機能もあります。雷サージとは、雷の影響で高電圧高電流が流れる現象です。

バッテリー

停電等で通常の電力供給がなくなると、代わりにUPSが搭載しているバッテリーが電力供給します。バッテリーからの電力供給に切り替える時間が秒単位でもコンピューターの電源が切れてしまうので、電源切れにならないように一瞬で切り替えます。停電等で通常の電力供給なしが続くと、バッテリーの容量には限度があるので、いずれはバッテリーからの電力供給もなくなります。

UPSの給電方式

常時商用給電方式

常時商用給電方式とは、普段はコンセントから入力した交流電力を出力し、停電等が起きるとバッテリーからインバーターに直流電力を出力し、インバーターが交流電力に変換し出力する方法です。インバーターを使用する出力への切り替えに、一般的に約10ミリ秒かかります。この短時間に電力出力が停止します。製造コストが安く済むので、価格が安い製品に常時商用給電方式が多いです。

常時インバーター給電方式

常時インバーター給電方式とは、普段でも停電等が起きてもインバーターが交流電力に変換し出力する方法です。普段はコンセントから入力した交流電力を整流回路に出力し、整流回路が直流電力に変換してインバーターに出力し、インバーターが交流電力に変換し出力します。停電等が起きるとバッテリーからインバーターに直流電力を出力し、インバーターが交流電力に変換し出力します。バッテリーを使用する出力への切り替え時に電力出力が停止しません。製造コストが高いので、価格が高い製品に常時インバーター給電方式が多いです。

コンピューターに使用する場合は常時商用給電方式でもよい

一般的にコンピューターは10ミリ秒程度の電力出力停止があっても問題なく動作するので、常時商用給電方式でもよいです。動作しない可能性をなくしたい場合、短時間の電力出力停止がない常時インバーター給電方式がよいです。

UPSの容量

UPSの容量とは

UPSの容量とは、UPSが供給可能な最大電力です。定格出力、最大出力、総出力、ワット数等、様々な呼び方があります。

コンピューターの消費電力以上

UPSの容量は、コンピューターの消費電力以上が必要です。例えばコンピューターが100Wなら、100W以上のUPSを使用します。コンピューターの消費電力は、コンピューターが搭載する電源ユニットの容量からわかります。

UPSのバッテリー駆動時間

UPSのバッテリー駆動時間とは

UPSのバッテリー駆動時間とは、UPSがバッテリー駆動時に電力の供給を続けられる時間の長さです。コンピューターの消費電力が低いほど長くなります。一般的にコンピューターのシャットダウンにかかる時間以上の長さがあればよいです。

バッテリーの劣化

UPSが搭載するバッテリーが劣化します。バッテリーの劣化が進むとバッテリー駆動時間が短くなります。一般的に工場出荷時のバッテリー駆動時間の半分以下になったら寿命です。半分になってもコンピューターのシャットダウンにかかる時間以上の長さがあるとよいです。

UPSがバッテリー駆動時の出力波形

パソコンは正弦波に対応、矩形波に非対応

UPSがバッテリー駆動時の出力波形には正弦波と矩形波があります。パソコンの取扱説明書(マニュアル)等を見ると、UPSに関して正弦波に対応、矩形波に非対応とあります。パソコンの電源ユニットにActive PFCが普及しています。Active PFCとは、力率を改善する制御用IC付き回路です。この回路が矩形波では動作しない場合があるためです。実際には矩形波でも動作する場合が多いです。動作するとは限らないのでUPSを導入するなら正弦波が望ましいです。

UPSの自動シャットダウン機能

UPSの自動シャットダウン機能とは、UPSがバッテリー駆動に切り替わったときにコンピューターを自動的にシャットダウンさせる機能です。UPSとコンピューターをUSB等を使用して接続します。コンピューターに専用ソフトウェアをインストールします。専用ソフトウェアがUPSがバッテリー駆動に切り替わったと確認後、コンピューターをシャットダウンさせる処理を実行します。

自動シャットダウン機能に非対応の製品もある

UPSは自動シャットダウン機能に対応の製品が多いですが、非対応の製品もあります。

UPSの寿命

バッテリーの寿命

バッテリーが消耗し使用できなくなるという意味での寿命の目安が2～5年です。バッテリーの寿命が製品によって異なり、UPSの稼働時間、使用環境の温度や湿度等によっても異なってくるので寿命の目安に幅があります。バッテリー交換可能な製品の場合、交換すれば使用し続けられます。

故障による寿命

職場等でUPSを管理してきた経験から言うと、バッテリー交換しながら使用し続けると寿命が10年以上はあります。5年や7年等の10年未満で故障する場合もありますが、10年以上が経過しても故障しない製品が多いです。10年を過ぎた頃から安全のために買い替えてきたので、大半が故障するまで何年かかるかわかりません。

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