یو پی اس چیست و چه کاربردی دارد؟

فرض کنید شما در حال طراحی با سیستم خود هستید و افت و خیز ناگهانی ولتاژ برق، منجر به خاموش شدن سیستم شما ‌شود و تمام دستاوردی که به دست آورده‌اید را به یک‌باره از بین ببرد. چه احساسی شما را فرا می‌گیرد؟ اجازه ندهید که با افزایش ناگهانی ولتاژ یا قطعی برق، تمام پیشرفتی که در طراحی خود داشتید، پاک شود. با منبع تغذیه بی وقفه (UPS) شما می‌توانید پروژه خود را از این قبیل فاجعه‌ها، نجات دهید. ما به شما در مورد انواع یو پی اس و نحوه عملکرد هر کدام خواهیم گفت و بدین ترتیب شما می‌توانید در مورد اینکه کدام مدل مناسب کار شماست و نیاز شما را مرتفع می‌سازد، تصمیم‌گیری کنید.

یو پی اس چیست؟

هدف یو پی اس، فراهم نمودن برق اضطراری (معمولا به واسطه باتری سیلد لید اسید) برای بار مصرفی است؛ وقتی که حس کند منبع تغذیه ورودی مشکل دارد. منبع تغذیه بی وقفه با سیستم‌های برق اضطراری و جنراتور‌های آماده باش متفاوت هستند چرا که یو پی اس‌ها با استفاده از باتری (که می‌تواند ابرخازن یا چرخ‌لنگر) تقریبا فوری از برق قطع شده محافظت می‌کنند.

پیشنهادی: باتری سیلد لید اسید چیست و چگونه کار می‌کند را مطالعه کنید.

باطری خودش معمولا مدت زمان اجرای کوتاهی دارد (حدود 5 تا 20 دقیقه). اما این زمان باید هم برای سیو کردن تمام داده‌ها (و یا پیشرفت‌های ارزشمندی که به وجود آورده‌اید)؛ هم خاموش سازی موقرانه‌ی همه وسایل، کافی باشد. یا مدت زمان کافی برای رفع مشکل قطعی برق داشته باشید.

یک UPS می‌تواند برای حفاظت از سخت‌افزارهایی مثل دیتاسنتر، کامپیوتر و دیگر تجهیزات الکتریکی در جایی که افت و خیز ناگهانی، باعث بروز مشکلات جدی (مثل از دست دادن دیتا، اخلال در تجارت و حتی صدمه دیدن و فوتی) می‌شود؛ استفاده گردد. در ادامه با انواع یو پی اس  آشنا می‌شویم.

انواع یو پی اس

سه نوع UPS وجود دارد: استاتیکی، دینامیکی(چرخشی) و هیبریدی. منبع تغذیه بی وقفه استاتیکی از مبدل های الکترونیکی قدرت استفاده می‌کند. دینامیکی از انجین‌های الکترومغناطیسی (ژنراتورها و موتورها) استفاده می‌کند و همانطور که حدس زدید، هیبریدی از ترکیب استاتیک و دینامیک استفاده می‌کند. بیایید نگاهی به نحوه استفاده از این ساختارها در الکترونیک بیندازیم.

1. یو پی اس آفلاین (Offline)

یو پی اس مدل آفلاین/ آماده به کار؛ در بین سه مورد، بنیادی‌ترین حالت می‌باشد. این مدل حفاظت از خیزهای سبک و پشتیبانی باتری را فراهم می‌آورد. در طول عملکرد نرمال، برق خودش را از منبع تغذیه اصلی (کلا، از پریز برق متناوب)  بدست می‌آورد. وقتی که احساس شود که منبع تغذیه اصلی فراتر از حد قابل‌قبول برود یا اینکه قطع شود، منبع تغذیه بی وقفه به آفلاین/ استندبای تغییر وضعیت می‌دهد تا به سمت مبدل DC /AC برود. به هر حال، زمان کوتاهی برای انتقال از منبع تغذیه اصلی به باتری، صرف می‌شود.

معمولا درون یو پی اس آفلاین/آماده به کار چیست؟

اکثر یو پی اس آفلاین/استندبای، کلیدی برای ران کردن منبع تغذیه اصلی یا باتری دارند. اکثر حجم مربوط به ترکیبات باتری است و وقتی که منبع تغذیه اصلی وارد یکسوساز AC / DC می‌شود، باتری را شارژ می‌کند. بعد از آن به سمت مبدل DC / AC و خروجی و بار مصرفی می‌رود.

منبع تغذیه بدون وقفه آفلاین / آماده به کار؛ هنگامی که منبع اصلی تغذیه به صورت نرمال کار می‌کند و باتری نیز از این طریق شارژ می‌شود. خطوط سبز رنگ نشان‌دهنده شارش جریان الکتریکی است.

منبع تغذیه بدون وقفه آفلاین / آماده به کار؛ هنگامی که منبع اصلی تغذیه قطع شده و باتری وظیفه انتقال بار الکتریکی را بر عهده می‌گیرد. خطوط سبز رنگ نشان‌دهنده شارش جریان الکتریکی است.

1. یو پی اس آنلاین (Online)

یو پی اس آنلاین / تبدیل دوگانه؛ با مدل آفلاین / استندبای در این متفاوت است که اینورتر DC / AC همیشه متصل است. این بدین معنی است که هنگام انتقال از منبع تغذیه اصلی به باتری هیچ زمانی هدر نمی‌رود. که این موضوع منجر به محافظت بزرگتری در مقابل افت و خیزها، نویز الکتریکی و قطعی کامل برق از وسایل شما می‌کند.

معمولا درون یو پی اس آنلاین/ تبدیل دوگانه چیست؟

منبع تغذیه اصلی در یو پی اس تبدیل دوگانه وارد یکسوساز AC / DC می‌رود. (حتی در حالت عملکرد نرمال) بنابراین باید همیشه از طریق مبدل DC / AC عبور کند. به همین دلیل اصطلاح تبدیل دوگانه بکار می‌رود.

منبع تغذیه بدون وقفه آنلاین / تبدیل دوگانه؛ هنگامی که منبع اصلی تغذیه به صورت نرمال کار می‌کند نیز حتما باید از یکسوساز AC / DC عبور کند.  خطوط سبز رنگ نشان‌دهنده شارش جریان الکتریکی است.

منبع تغذیه بدون وقفه آنلاین / تبدیل دوگانه؛ هنگامی که منبع اصلی تغذیه قطع شده است و جریان از باتری به مبدل DC / AC و بعد به پریز می‌رود. خطوط سبز رنگ نشان‌دهنده شارش جریان الکتریکی است.

1. یو پی اس تعامل خطی (Line Interactive)

یو پی اس تعامل خطی طراحی شبیه به آفلاین / استندبای دارد، اما با ویژگی‌هایی به خوبی ویژگی آنلاین / تبدیل دوگانه. طراحی منبع تغذیه بی وقفه تعامل خطی به گونه‌ای است که می‌تواند افزایش یا کاهش ولتاژ به مقدار بیست درصد از استاندارد را نیز کنترل کند. این کار را با استفاده از ترانسفورماتور خودکار مولتی تَپ ولتاژ متنوع یا همان مبدل باک بوست به انجام برساند. حتی در طول این افت و خیزهای کوچک ولتاژ، باتری استفاده نمی‌شود و در حالت شارژ باقی می‌ماند، تا زمانی که افت و خیز بزرگ ولتاژ رخ دهد.

معمولا درون منبع تغذیه بی وقفه تعامل خطی چیست؟

طراحی شبیه به آفلاین / استندبای می‌باشد. اما در لاین اصلی یک اتو ترانسفورماتور یا مبدل باک بوست وجود دارد. این هم باعث بوست و افزایش ولتاژ در ولتاژ کم و هم باعث باک و کاهش ولتاژ در ولتاژهای اضافی می‌شود.

منبع تغذیه بدون وقفه تعامل خطی؛ هنگامی که منبع اصلی تغذیه به صورت نرمال کار می‌کند یا حتی با افت خیزی در بازه بیست درصدی به نسبت حالت استاندارد رو به رو می‌شود.  باتری همچنان شارژ می‌شود. خطوط سبز رنگ نشان‌دهنده شارش جریان الکتریکی است.

منبع تغذیه بدون وقفه تعامل خطی؛ هنگامی که منبع اصلی تغذیه قطع شده است. باتری جریان الکتریکی را به مبدل DC / AC و پریز میفرستد. خطوط سبز رنگ نشان‌دهنده شارش جریان الکتریکی است.

مقایسه منابع تغذیه بی وقفه مختلف با یکدیگر

ما یک جدول ساده‌ای را ساختیم که در آن به تجزیه و تحلیل مزایا و معایب هر یک از یو پی اس‌ها پرداخته‌ایم.

	مزایا	معایب
یو پی اس آفلاین	بازدهی بالا به دلیل کار نکردن دائم باتری(مگر در سوئیچ ناگهانی) طراحی ساده؛ مقرون به صرفه طراحی کنترلر ساده‌تر است	محافظت محدود از افت و خیز‌ها زمانبر بودن انتقال منبع جریان از منبع اصلی به باتری(5 تا 10 میلی ثانیه) خروجی کاملا قابل اتکاء نیست
یو پی اس آنلاین	بدون زمان تعویض بین منبع های جریان قابل اتکاء ترین و بالاترین سطح از محافظت در برابر افت و خیزها، نویز الکتریکی و قطعی کامل جریان برق	طراحی پیچیده، هزینه بالاتر گرمای بیشتر در UPS ·       بازدهی کلی  پایین‌تر به دلیل همیشه روشن بودن مبدل
یو پی اس تعامل خطی	·       مناسب برای افت و خیزهای سبک (10-20 درصدی)   ·       مصرف برق کمتر، کم هزینه هنگام کار کردن ·       بدون زمان تعویض	·       معمولا بزرگتر و سنگین تر از یو پی اس‌های آفلاین و آنلاین ·       وقتی برق AC پایدار نباشد، اغلب از برق باتری استفاده می‌کند.

نتیجه گیری

منبع تغذیه بی وقفه آفلاین / استندبای ابتدایی‌تر هستند و برای کاربردهایی مانند کامپیوتر، پرینتر و اسکنر مناسبند.

منبع تغذیه بی وقفه آنلاین بیشتر قابل اتکاء هستند و بهترین حفاظت را ارائه می‌دهند و آنها برای کاربرد موتور یا موقعیت‌هایی که شما زمانی برای تعویض منبع جریان ندارید، ایده آل و مناسب هستند. بهترین کاربردها برای مراکز داده و مراکز مراقبت ویژه می‌باشد.

بو پی اس تعامل خطی مناسب افت و خیزهای سبک است. علاوه بر آن مصرف برق پایین‌تری دارد. اگر شما یک یو پی اس قابل اتکاء، موثر و مقرون به صرفه داشته باشید؛ به سمت تعامل خطی بروید.

منابع

arrow