UPS و انواع آن

UPS مخفف کلمه Uninterruptible Power Supply، به معنای منبع تغذیه بدون وقفه است. UPS یکی از انواع مهم و پرکاربرد منبع تغذیه‌ی الکترونیکی است که وظیفه دارد بدون هیچگونه وقفه ای توان مورد نیاز یک بار الکتریکی را تامین کند.
هنگامی که برق دچار نوسانات ناگهانی می شود، سیستم UPS باعث جلوگیری از آسیب رسیدن به سیستم‌های الکترونیکی می‌شود و در برابر تغییر ولتاژ و قطعی برق از آن ها محافظت می‌کند. در واقع می توان گفت هدف اصلی یک دستگاه یو پی اس تامین بدون وقفه برق مورد نیاز تجهیزات است. در این مقاله شما را با UPS و انواع آن آشنا خواهیم کرد.

 

وظایف UPS

• تامین توان الکتریکی بدون وقفه و برق اضطراری
• جلوگیری از اختلالات و نوسان برق
• ثابت نگه داشتن سطح ولتاژ و فرکانس
• حذف تداخلات مغناطیسی و نویزها و جلوگیری از نفوذ آن‌ها به تجهیزات متصل به UPS

 

طرز کار یو پی اس

اصول کار یک UPS به اینگونه است که بار در حالت معمول از ورودی AC تغذیه می کند و همزمان با یکسوسازی ورودی AC توسط شارژر و تبدیل آن به جریان DC باتری را شارژ می کند. بلافاصله در صورت اینکه ورودی AC قطع شود و یا نا مناسب تشخیص داده شود، INVENTER با تبدیل ولتاژ DC باتری به برق AC ولتاژ بار را بدون وقفه در کار تامین می کند.

 

اجزای تشکیل دهنده UPS

• یکسو کننده شارژ:

یکسو کننده شارژ یا رکتیفایر وظیفه دارد تا جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل کند.

• باتری:

باتری UPS یکی از مهم‌ترین بخش‌های UPS است. باتری در زمان عدم وجود جریان برق شهری، وظیفه رساندن انرژی به دستگاه‌های وصل شده به خروجی را دارند. در صورتی که برق شهری دچار نوسان یا فرکانس غیرطبیعی شده باشد تامین برق دستگاه‌های خروجی به عهده باتری است.

ظرفیت باتری UPS ها در ابعاد UPS تاثیر دارد، به نحوی که هر چه باتری‌ها بزرگ و ظرفیت آن‌ها بیشتر باشد، UPS هم بزرگتر است.

• مبدل DC بهAC:

مبدل DC بهAC یا اینورتر برق مستقیم ذخیره شده در باتری را به جریان متناوب شهری تبدیل می کند. در صورتی که برق قطع شود، بلافاصله مبدل، جریان مستقیم باتری را به جریان متناوب تبدیل کرده و منجر به تامین بدون وقفه برق مورد نیاز دستگاه می‌شود. هر چقدر مبدل دستگاه یو پی اس قوی‌تر باشد توان و قدرت یو پی اس بیشتر خواهد بود.

• کلید غیر هادی یا سوئیچ:

سوئیچی است که در یوپی‌اس قرار داده شده تا منبع نیروی مورد استفاده را در هر لحظه کنترل کند.

• شارژر UPS:

برق شهری، متناوب است و تجهیزات الکترونیکی از برق متناوب استفاده می‌کنند اما تمامی باتری ها برق مستقیم تولید می‌کنند، شارژر کار تبدیل برق متناوب به برق مستقیم را برای شارژ باتری ها انجام می‌دهد. بنابراین شارژر UPS جریان و ولتاژ لازم برای شارژ باتری‌های یوپی‌اس را کنترل و فراهم می‌کند.

شارژر UPS یکی از موارد مهمی می باشد که در طول عمر باتری تاثیر دارد. 

 

انواع UPS

1. UPS آفلاین

یوپی‌اس‌های آفلاین، در حالت عادی از برق شهر استفاده می‌کنند و تنها زمانی فعال می‌شوند که برق دچار قطعی شود. این نوع از UPSها می‌توانند قطع شدن برق را تشخیص دهند و به طور خودکار به برق باتری سوییچ شوند و سپس منبع تغذیه دستگاه مصرف کننده از یو پی اس تغذیه کرده و به کار خود ادامه می‌دهد و برق باتری را به برق موردنیاز دستگاه مصرف‌کننده تبدیل می‌کند.

در واقع این مدل از UPSها فقط در زمان قطع برق و به عنوان تامین کننده برق جایگزین وارد مدار می شوند.

یو پی اس آفلاین اغلب برای حفاظت از کامپیوترها، مودم ها، تجهیزات VoIP و دیگر سخت افزارها استفاده می‌شود.

ارزان ترین نوع یو پی اس محسوب می شود و برای دستگاه های حساس توصیه نمی شود زیرا به صورت بی وقفه کار نمی کنند.

 

2. UPS آنلاین

در این مدل در هنگام قطع برق شهر هیچ لحظه ای برق قطع نمی‌شود چون همیشه باتری و شارژر در مدار است و برق خروجی همیشه از باتری و شارژر تامین می‌شود و تنها در مواقعی مثل بروز نقص فنی، OVER LOAD یا افزایش بیش از حد دما به حالت BYPASS می رود. در یو پی اس های آنلاین زمان بین قطع برق شبکه و وصل برق اضطراری توسط یو پی اس، صفر ثانیه است.

معمولا دستگاه‌های حساسی مثل انواع دستگاه های حساس صنعتی، مخابراتی، امنیتی، پزشکی و آزمایشگاهی، بانکی و سرورها و دیتاسنتر ها و سایر تجهیزات شبکه با UPS های آنلاین محافظت می‌شوند.

3. UPS لاین اینتراکتیو

در واقع این UPS ها همان یوپی اس های آفلاین هستند که عملکرد آنها با نصب یک ترانسفورماتور و برخی مدارها مثل مدار سیستم تنظیم ولتاژ اصلاح شده است تا قابلیت افزایش و کاهش ولتاژ خروجی را پیدا کنند.

UPSهای Line Interactive ولتاژ را به صورت خودکار تعدیل می‌کنند. در این مدل UPS، مبدل همیشه در مدار وجود دارد و در حالت قطع برق شهر، UPS برق مورد نیاز را از طریق باتری ها تامین می کند.

به این صورت که، زمانی که برق شهر فعال است اینورتر و کانورتر باتری را شارژ می‌کنند و زمانی که برق شهر قطع شد، برق باتری را به جریان DC تبدیل می‌کند تا به دستگاه برسد، در واقع این مجموعه به عنوان رزرو عمل می‌کند.

در زمان قطع طولانی برق، برق باتری باعث می‌شود که دستگاه‌ها به شکل امنی خاموش شوند. زمان تاخیر این UPS ها نزدیک به صفر است. 
این نوع یوپی‌اس‌ها کیفیت و حساسیت بسیار بالایی دارند و نسبت به مدل آفلاین محافظت بهتری دارند. از این مدل برای دستگاه‌های بسیار حساس آزمایشگاهی، سرور، شبکه نظامی و… استفاده می کنند.

این مدل یو پی اس‌ها علاوه بر مصرف برق قابل توجه، به دلیل تولید حرارت داخلی بالا و کارکرد عمدتا مداوم که باعث کاهش عمر خازن‌های الکترولیت و نیز فن‌های دستگاه می‌شود، معمولاً نسبت به مدل‌های دیگر از عمر کوتاه تری برخوردار هستند.