با یو پی اس و ویژگی های آن آشنا شوید

 انواع و مدل های مختلف یو پی اس  (UPS)

روش های مختلفی برای طراحی و ساخت منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) استفاده می شود. دستگاه­های یو پی اس از نظر ساختار طراحی به دسته های زیر تقسیم می‌شوند:

1. یو پی اس آفلاین یا استند بای (Offline/standby) منسوخ شده
2. یو پی اس لاین اینتراکتیو (line-interactive)
3. یو پی اس استندبای فرو (Standby-ferro)
4. یو پی اس آنلاین دابل کانورژن (Double conversion on-line)

پیش از ادامه معرفی مدل­ های مختلف دستگاه یو پی اس برای درک بهتر نیاز است برخی از اصطلاحات به کار برده شده را توضیح دهیم:

جریان متناوب (AC): جریان متناوب (به انگلیسی: Alternating current)(اختصاری AC) جریان الکتریکی است که برخلاف جریان مستقیم که مقدار آن ثابت است، جهت و مقدار جریان آن به صورت متناوب در حال تغییر است. برق تحویل داده‌شده به شرکت‌ها و منازل، متناوب است. شکل موج جریان متناوب معمولاً به‌صورت یک موج سینوسی است.

جریان مستقیم (DC): جریان مستقیم (به انگلیسی: Direct current)(اختصاری DC) ساده‌ترین نوع جریان الکتریکی است که در آن جهت یا علامت جریان با گذشت زمان تغییر نمی‌کند. تمامی باتری‌ها و پیل‌های الکتریکی جریان مستقیم خالص تولید می‌کنند و یا در جوشکاری، خصوصاً جوشکاری‌های دقیق نیز اغلب از برق مستقیم استفاده می‌شود.

اینورتر(inverter): وظیفه اصلی اینورتر تبدیل جریان DC ( جریان مستقیم ) به AC ( جریان متناوب ) است. در یو پی اس، جریان AC ورودی به دستگاه توسط شارژر به DC تبدیل می شود و در باتری ذخیره می‌کند. هنگام قطع جریان برق شهر، اینورتر می تواند جریان DC داخل باتری را دوباره به AC تبدیل کند. در واقع هرگونه دستگاهی که برق DC را به برق AC تبدیل کند، اینورتر نامیده می شود.

قطع شدن ناگهانی برق در فعالیت های صنعتی و تجاری اختلال ایجاد می کند. برخی شرکت ها و سازمان ها به دلیل قطع شدن پیاپی برق دچار خسارات مالی هنگفت شده اند.
کاهش لحظه ای ولتاژ، افزایش لحظه ای ولتاژ، افت طولانی مدت ولتاژ از جمله مواردی است که باعث تخرب و اثرات منفی بر روی دستگاه های الکتریکی از قبیل سیستم های کامپیوتری می شود.

با مدل های مختلف یو پی اس بیشتر آشنا شوید

مدل ­های مختلف UPS توانایی متفاوتی در تامین برق مورد نیاز دستگاه مصرف کننده را دارند که این میزان توانایی به توان دستگاه، تعداد باتری ها و میزان شارژ ذخیره شده در باتری یو پی اس بستگی دارد.

دستگاه یو پی اس آفلاین:

یکی از ابتدایی ترین نوع UPS برای رایانه­ های شخصی دستگاه یوپی اس آماده به کار یا آفلاین است که امروزه استفاده از آن منسوخ شده است.

دستگاه یو پی اس آفلاین مانند نوعی واسط الکتریکی عمل می کند به عبارت دیگر دستگاه مصرف کننده نهایی مستقیما به منبع تغذیه ی AC(برق شهر) متصل است. زمانی که ولتاژ برق متناوب به زیر یک سطح از پیش تعیین شده برسد و یا به صورت کلی قطع شود، مسیر اینورتر جایگزین می­ شود. در این شرایط از طریق سیستم سوئیچینگ، انرژی ذخیره شده در باتری (جریان DC) به اینورتر منتقل شده و پس از تبدیل به جریان AC به دستگاه مصرف کننده می ­رسد. به عبارت دیگر اینورتر تنها زمانی شروع به کار می‌کند که منبع اصلی دچار مشکل شده باشد. پس از برقراری شرایط عادی مکانیسم سوئیچینگ دوباره اینورتر را از مسیر خارج می کند.

 از این رو به این نوع دستگاه UPS، یوپی اس آفلاین یا آماده به کار می گویند. تغییر حالت از وضعیت استفاده از منبع انرژی اصلی به حالت استفاده از انرژی ذخیر شده در باتری به طور معمول بین 4 تا 10 میلی ثانیه وقفه ایجاد می شود. بنابراین از دستگاه یوپی اس آفلاین بیشتر برای تجهیزات غیرحساس مانند رایانه شخصی استفاده می‌شود.

 همانطور که در تصویر مشاهده می کنید در مسیر خط ممتد، سوئیچ انتقال در شرایط عادی ورودی جریان متناوب (AC) را که فیلتر گذشته است را به عنوان منبع تعذیه اصلی برای دستگاه مصرف کننده انتخاب می کند. در زمان قطع یا افت ولتاژ منبع تغذیه اصلی، سوئیچ یاد شده مسیر خط چین را جایگزین کرده و به عنوان منبع پشتیبان از طریق باتری و اینورتر انرژی مورد نظر را برای دستگاه مصرف کننده تامین می­کند.

مزایا یوپی اس آفلاین:

• کم هزینه
• اندازه کوچک
• عملکرد بی صدا در حالت آماده به کار
• راندمان بالا

معایب‌ یوپی اس آفلاین:

• وجود فاصله ی انتقال (چند میلی ثانیه)
• دستگاه الکترونیکی متصل به یو پی اس توسط ولتاژ فیلتر نشده تغذیه می شود (بدون اصلاح توسط اینورتر)

دستگاه یو پی اس لاین اینتراکتیو:

یوپی اس تعاملی خطی عملکردی شبیه به یوپی اس آفلاین اما فیلترها و ویژگی­های افزایش/کاهش  ولتاژ خروجی بهتری را داراست. همانند UPS آفلاین، زمانیکه ولتاژ ورودی از اندازه ی مشخص شده نوسان کند و یا قطع شود، UPS آن را تشخیص داده و با فعال شدن اینورتر، انرژی  مورد نیاز دستگاه مصرف کننده از طریق باتری یو پی اس تامین خواهد شد. با بازگشت مجدد برق، خروجی به شبکه متصل شده و اینورتر خاموش می شود. همانند مدل UPS آفلاین، معمولا در انتقال وضعیت و استفاده از حالت باتری، وقفه ای ایجاد می شود که در مقایسه با UPS آفلاین مدت زمان وقفه بسیار کوتاه­تر است.

 این مدل متداول­ترین طراحی است که برای مشاغل و سرورهای کوچک و مناسب است. شکل 2 نشان دهنده­ی نمودار یو پی اس line-interactive است. در طراحی این مدل UPS از یک مبدل دو طرفه استفاده شده است. مبدل برق باتری به AC (اینورتر) همیشه به خروجی AC دستگاه متصل است. در حالت عادی و زمانی که منبع اصلی تغذیه با جریان متناوب (AC) وجود دارد، اینورتر یوپی اس در حالت معکوس عمل می کند و امکان شارژ باتری را فراهم می­کند.با قطع برق ورودی اصلی با جریان AC سوئیچ انتقال باز شده و جریان برق از باتری به خروجی UPS می­رسد. باتوجه به اینکه اینورتر همیشه روشن و متصل به خروجی است، در زمان قطع برق تنها یک تغییر وضعیت در مبدل دو طرفه رخ می­دهد. بنابراین زمان در مدار قرار گرفتن دستگاه یو پی اس و تامین برق پشتیبان در مقایسه با نوع یو پی اس آفلاین بسیار کمتر و در حدود چند میلی ثانیه است.

مزایا یو پی اس لاین اینتراکتیو:

• هزینه ­ی کمتر نسبت به UPS آنلاین
• دارای عملکرد محافظتی بهتر نسبت به UPS آفلاین
• عملکرد بی صدا در حالت آماده به کار
• محافظت از افزایش یا کاهش طولانی مدت دامنه ولتاژ برق شهر
• محافظت از افزایش ولتاژهای با دامنه بالا
• تولید حرارت کم توسط UPS

معایب یو پی اس لاین اینتراکتیو:

• وابستگی فرکانس خروجی به منبع ورودی
• نبود مدار اصلاح ضریب قدرت ورودی

دستگاه یو پی اس آنلاین

نوع سوم و تخصصی تر یو پی اس، به عنوان یو پی اس دابل کانورژن یا آنلاین یاد می‌شود. در یو پی اس آنلاین اینورتر و کانورتر (یکسوساز) به صورت همیشگی در مسیر انتقال انرژی به دستگاه مصرف کننده حضور فعال دارند. به عبارت دیگر در این یوپی اس به صورت بی وقفه جریان DC شده (توسط کانورتر ) از یکسو در باتری ذخیره شده و از سویی دیگر نیز به جریان AC تبدیل می شود (توسط اینورتر) و به مصرف کننده منتقل می گردد. و در صورت قطع شدن منبع تغذیه ورودی ، جریان DC ذخیره شده در باتری به جریان AC (توسط اینورتر ) تبدیل شده و بنابراین، منبع تغذیه خروجی همیشه روشن باقی مانده و نیازی به سوئیچ جهت فعال یا غیرفعال نمودن اینورتر نیست. به این معنی که در صورت قطع برق هیچ وقفه ای برای تامین برق مصرف کننده وجود ندارد. در یو پی اس آنلاین به دلیل ساختار خاص خود نوسانات لحظه‌ای و زودگذر را حذف کرده و به خروجی منتقل نمی کند و برقی با کیفیت بالا را به مصرف کننده انتقال می‌دهد. به همین دلیل از یوپی اس های آنلاین برای تجهیزات حساس مانند تجهیزات پزشکی و سرورهای بسیار حساس استفاده می شود.

اگر قبلا از یوپی اس آنلاین استفاده نکرده‌اید به بخش محصولات یو پی اس فاران مراجعه کرده و دستگاه UPS مناسب خود را انتخاب کنید.

مزایا یوپی اس آنلاین:

• محافظت بهینه در برابر نوسانات شدید
• محدوده ی وسیع ولتاژ ورودی
• برق خروجی با کیفیت و مناسب
• از آنجا که اینورتر همیشه روشن است ، کیفیت ولتاژ بار بدون اعوجاج است.
• زمان انتقال عملاً صفر است زیرا اینورتر همیشه روشن است.

معایب‌ یوپی اس آنلاین:

• از آنجا که اینورتر همیشه روشن است، کارایی کلی  دستگاه UPS کاهش می یابد.
• یو پی اس آنلاین نسبت به سایر سیستم های منبع تغذیه بدون وقفه، هزینه بیشتری دارد.