یو پی اس چیست؟
منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) دستگاهی است که در صورت قطع برق یا سایر اختلالات الکتریکی، برق پشتیبان را برای سیستم های کامپیوتری و سایر دستگاه های الکترونیکی تامین می کند. دستگاههای UPS معمولاً در خانهها، کاربریهای حساس، خطوط تولید، دیتاسنتر و سرور، مراکز پزشکی، کاربری صنعتی و سایر مکانهایی استفاده میشوند که قطعی یا نوسانات برق میتواند باعث آسیب یا از دست دادن اطلاعات شود.
عملکرد اصلی یک یو پی اس این است که یک منبع تغذیه قابل اعتماد و پایدار برای دستگاه های متصل شده به خود را فراهم کند و اطمینان حاصل کند که آنها در هنگام قطع برق کار می کنند. دستگاه های یو پی اس در انواع، اندازه ها و ظرفیت های مختلف تولید می شوند و انتخاب یو پی اس مناسب به نیازهای خاص کاربر بستگی دارد. در این مقاله، به بررسی انواع یو پی اس و کاربردهای آن ها خواهیم پرداخت.
آشنایی با برخی اصطلاحات انواع یو پی اس
برای شناخت بهتر انواع یو پی اس در این متن با برخی از اصطلاحات فنی برق مواجه شوید که در ادامه برخی از آنها را سعی میکنیم به زبان ساده معرفی کنیم.
اصطلاحا دو نوع برق در کاربریهای معمولی وجود دارد: برق DC و برق AC.
برق DC چیست؟
از نظر علم مهندسی برق اگر فرکانس ولتاژ یک منبع تغذیه با فرکانس صفر باشد به آن منبع ولتاژ برق DC می گوییم. از آنجا که هدفمان در این مقاله توضیح ساده و غیر فنی مفاهیم است اجازه دهید به زبان ساده تر این موضوع را توضیح دهیم. انرژی که توسط باتری تامین می شود اصطلاحا برق DC است. عموما تغییرات ولتاژ این برق کمتر از برق AC است. مصرف کننده های محدودی هستند که با برق DC کار میکنند. معروف ترین منابع تولید برق DC عبارتند از باتریها، صفحه های خورشیدی، یکسوسازها
برق AC چیست؟
از نظر علم مهندسی برق، اگر فرکانس برق تولیدی غیر از صفر باشد به آن برق AC گفته میشود. برق شهر به عنوان اصلی منبع برق در اختیار ما از نوع برق AC است. مهمترین منابع تولید برق AC عبارتند از برق شهر، ژنراتورها، یوپی اس ها و اینورترها. تقریبا هر مصرف کننده خانگی و صنعتی که در اطراف خود میبینید برای عمکلرد صحیح خود نیاز به یک برق AC دارد همانند: کولرهای گازی، کامپیوترها، دوربینهای مدار بسته، تجهیزات پزشکی، موتور کولر، یخچالها، مصرف کنندهای صنعتی، PLC ها و غیره. طبق استاندارد ایران دامنه برق AC کشور 220 ولت و فرکانس آن 50 هرتز است.
مبدل یا کانورتر
هر دستگاهی که بتواند یک نوع از برق را به نوع دیگر تبدیل کند به آن مبدل میگویند. فرضا شارژر موبایل یک مبدل است زیرا میتواند برق AC را گرفته و آن را به برق DC تبدیل کند. از مهمترین مبدلهای دیگر برق می توانیم به شارژرها، یو پی اس ها، اینورترها، رکتیفایریا یکسوسازها اشاره کرد.
بررسی اجزای داخلی انواع یو پی اس
انواع یو پی اس یا منبع تغذیه بدون وقفه شامل چندین قطعه است که با هم کار می کنند تا در صورت قطع برق یا سایر اختلالات الکتریکی، برق پشتیبان را تامین کنند. اجزای اصلی انواع یو پی اس به شرح ذیل است. لازم به توضیح است که یوپی اس ها بستگی به تکنولوژی تولید خود میتوانند دارای تمام این بخشها و یا بعضی از آنها باشند.
• باتری: باتری حیاتی ترین جزء یک یو پی اس است. در صورت نبود برق شهر، برق پشتیبان را برای دستگاه های متصل فراهم می کند.
• شارژر: شارژر وظیفه شارژ باتری را در زمانی که برق شهر در دسترس است بر عهده دارد. این بخش تضمین می کند که باتری به طور کامل شارژ شده است و در صورت نیاز آماده تامین انرژی پشتیبان است.
• اینورتر: اینورتر وظیفه تبدیل برق DC از باتری به برق AC را دارد که می تواند توسط دستگاه های متصل استفاده شود. تقریبا تمام یوپی اس ها در بخش خروجی خود دارای یک اینورتر می باشند.
• یکسو کننده: یکسو کننده وظیفه تبدیل برق AC از برق شهر به برق DC دارد که می تواند برای شارژ باتری ها و برق مورد نیاز اینورتر استفاده شود. اگر یوپی اس از نوع آنلاین باشد (در ادامه این مدل را توضیح خواهیم داد) در بخش ورودی خود دارای یکسوساز یا رکتیفایر است.
• بای پس (Bypass): اگر اتفاقی برای یوپی اس بیوفتد که نتواند بدرستی انجام وظیفه کند و یا در مواقع سرویس دوره ای به کمک این بخش، قسمتهای مختلف الکترونیکی دستگاه از مدار خارج شده و مصرف کننده مستقیما به برق شهر متصل میشود.
این قطعات با هم کار می کنند تا اطمینان حاصل شود که دستگاه های متصل به یک منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) قابل اعتماد و پایدار بوده و حتی در صورت قطع برق یا سایر اختلالات الکتریک، یک برق سالم را در اختیار مصرف کننده میگذارد. نوع و ظرفیت یو پی اس و همچنین اجزای خاص مورد استفاده بسته به کاربرد و سطح حفاظت مورد نیاز می تواند متفاوت باشد. در ادامه به بررسی انواع یو پی اس ها می پردازیم.
بررسی انواع یو پی اس از دید تکنولوژی ساخت آنها
بطور کلی میتوانیم انواع یو پی اس ها را از منظر تکنولوژی ساخت به دو یا سه گروه کلی تقسیم کنیم. گرچه ممکن است تکنولوژیهای معدود دیگری نیز وجود داشته باشد اما این اطمینان را به شما میدهیم که 99.9 درصد از انواع یو پی اس هایی که در ایران وجود دارد در یکی از سه طبقه بندی زیر قابل تقسیم بندی خواهد بود. در ادامه بصورت خلاصه ویژگیهای آنها را توضیح میدهیم و سعی میکنیم معایب و مزایایشان را در یک جدول بصورت خلاصه مقایسه نماییم.
انواع یو پی اس آفلاین (OFF-LINE) یا استندبای (Standby UPS)
ابتدایی ترین نوع یو پی اس، با نام یو پی اس آفلاین نیز شناخته می شود. سیستم های UPS آفلاین به گونه ای طراحی شده اند که تنها در زمان نبود برق شهر، برق مورد نیاز مصرف کننده را از باتری تامین کنند. اما هنگامی که برق شهر وجود دارد، مستقیما این برق را در اختیار مصرف کننده میگذارند و توانایی تغییر دامنه برق شهر و یا اصلاح آن را ندارند.
معمولا از انواع یو پی اس آفلاین در خانه ها و مشاغل کوچک و کاربریهای غیر حساس استفاده می شود. آنها ارزان هستند و به راحتی نصب می شوند و محافظتهای صرفا اولیه در برابر قطع برق دارند.
با این حال، یو پی اس های آفلاین برای کاربری های حیاتی مناسب نیستند. آنها زمان سوئیچ طولانی تری دارند، به این معنی که زمان بیشتری طول می کشد تا برق مصرف کننده از باتری تامین شود. این مساله می تواند منجر به از دست دادن اطلاعات یا آسیب به سیستم های حساس شود.
عمده یو پی اس های مگامداوم از نوع آنلاین یا دابل کانورژن و یا یوپی اس های لاین اینتراکتیو هستند.
انواع یو پی اس لاین اینتر اکتیو (Line interactive UPS)
انواع یو پی اس Line-Interactive به گونه ای طراحی شده اند که محافظت بهتری نسبت به یو پی اس آفلاین داشته باشند. آنها همچنین به عنوان سیستم های UPS فعال در حالت آماده به کار شناخته می شوند. سیستمهای UPS Line-Interactive همانند یوپی اس های آفلاین در هنگام بی برقی، انرژی مورد نیاز مصرف کننده ها را از باتری تامین میکنند اما تفاوتشان با مدلهای آفلاین در زمان وجود برق شهر است!
سیستم های یو پی اس لاین اینتراکتیو دارای یک ترانسفورماتور داخلی هستند که تنظیم ولتاژ را ممکن می کند. برق مصرف کننده ها توسط این ترانسفورماتور تامین شده و آنها مستقیما به برق شهر متصل نمی شوند. این ترانسفورماتور ولتاژ خروجی را برای حفظ سطح ولتاژ پایدار تنظیم می کند بخشی از اختلالات برق را حذف کرده و سعی میکند دامنه ولتاژ استانداردتری را در اختیار مصرف کنندگان بگذارد.
سیستم های UPS Line-Interactive برای مشاغل کوچک تا متوسط مناسب هستند، زیرا محافظت بهتری نسبت به یو پی اس آفلاین دارند. این یو پی اس ها در توان های پایین تا متوسط عموما ساخته میشوند (از 400 ولت آمپر تا 3000 ولت آمپر). اگر مصرف کننده ای با توان بالاتر وجود داشته باشد اغلب از یو پی اس های آنلاین برای آنها استفاده میشود.
یو پی اس لاین اینتراکتیو زمان سوئیچ کوتاه تری نسبت به آفلاین دارند و عموما از کیفیت قطعات بالاتری در ساخت برخوردار است. چون مصرف کننده مستقیم به برق شهر متصل نیست لذا مشکلات احتمالی برق شهر مثل دامنه ولتاژ بالا یا پایین کمتر به مصرف کننده می رسد. لذا حفاظت های بیشتری در مقایسه با یو پی اس های Off line دارند. جهت مطالعه نوسانات شایع برق شهر میتوانید به مقاله …. مراجعه کنید.
یو پی اس های مدل گارد، گیت، گیت ساین، پلانک از پرفروش ترین یو پی اس های شرکت مگامداوم هستند که برای بسیاری از کاربریها مثل: دوربینهای مدار بسته، کامپیوترهای شخصی، مصارف خانگی، مصارف اداری کوچک (پرینترها، اسکنرها، مودمها و غیره)، اکسس کنترلها و ادوات کنترل نظارتی، تجهیزات انگشت زنی، کرکره های برقی… قابل استفاده هستند.
یو پی اس آنلاین (Online UPS)
یو پی اس آنلاین برای کاربری های حیاتی طراحی شده اند آنها بیشترین حفاظت را در برابر نوسانات برق برای مصرف کننده ایجاد می کنند. بعضا به این تکنولوژی ساخت یو پی اس Double Conversion نیز گفته میشود. زیرا در این مدل یوپی اس مصرف کننده کاملا از برق شهر جدا شده و برق مورد نیاز مصرف کننده همواره توسط اینورتر دستگاه تولید میشود. یوپی اس برق شهر را ابتدا توسط بخش رکتیفایر ورودی خود یکسو کرده (تبدیل برق AC ورودی به برق DC) و سپس توسط یک اینورتر در خروجی خود مجددا آنرا به برق AC تبدیل میکند (تبدیل برق DC به AC در خروجی). اصلا به همین دلیل است که به آنها دابل کانورژن (دو مبدل) گفته میشود.
همانطور که گفتیم برق مصرف کننده همواره توسط اینورتر تامین میشود. اگر برق شهر وجود داشته باشد این یکسوساز دستگاه است که انرژی مورد نیاز اینورتر را تامین میکند. اگر برق شهر نیز قطع شود اینورتر، انرژی مورد نیاز خود را از باتریها تامین میکند. به همین دلیل مصرف کننده ها قطعی برق را احساس نمیکنند و اصطلاحا زمان سوییچ در این دستگاهها صفر ثانیه است.
سیستم های یو پی اس آنلاین بالاترین سطح حفاظت را در برابر قطع برق، افزایش ولتاژ و خاموشی ارائه می دهند و به همین دلیل اگر شما مصرف کننده حساس و یا گران قیمتی دارید حتما توصیه میکنیم که از این مدل یوپی اس استفاده کنید.
سیستم های UPS آنلاین برای دیتا سنتر ها، سرورها، مصرف کنندگان حساس بیمارستانی مثل: MRI, CT SCAN, PET SCAN, ، سونوگرافیها، اتاقهای عمل و دیگر کاربردهای حیاتی مناسب هستند. آنها نسبت به سیستم های UPS Line-Interactive زمان سوئیچ کوتاه تری دارند و دقت بالاتری در تنظیم ولتاژ برق خروجی خود دارند. جهت دریافت اطلاعات بیشتر جهت خرید UPS سرور و دیتا سنترها با مشاوران مگامداوم در تماس باشید.
بدلیل طیف بسیار وسیع مصرف کنندگان یو پی اس های آنلاین، طیف توانی این دستگاهها نیز بسیار بالاتر از دو گونه قبلی است. اغلب یو پی اس های آنلاین از توانهای 1000 ولت آمپر تا 600 کیلو ولت آمپر ساخته میشوند.
مگامداوم طیف بسیار متنوعی از مدلهای مختلف یو پی اس های آنلاین را در بین تولید کنندگان یوپی اس در ایران به خود اختصاص داده است. یو پی اس های سری ولتا، سری پیرامید، سری مولتی پاور، سری فورته، سری ایزی ماژول و … همگی از تکنولوژی ساخت آنلاین برخوردارند که با توجه به سایر ویژگیهای خود مناسب برای استفاده در یک کاربری خاص هستند.
بررسی مختصر انواع تکنولوژی یو پی اس
انواع تکنولوژی قیمت محدوده توان میزان حفاظت دقت و کیفیت کاربری در صنایع
یو پی اس آفلاین پایین محدود کم کم مورد استفاده نیست
یو پی اس لاین اینتراکتیو متوسط نسبتا محدود نسبتا بالا نسبتا بالا محدود (کاربری خانگی و غیر حساس)
یو پی اس آنلاین بالا گسترده بسیار بالا بسیار بالا بسیار بالا
بیشتر بخوانید: راهنمای خرید یو پی اس مناسب برای کامپیوتر
شکل موج خروجی انواع یو پی اس
در واقع وظیفه انواع یو پی اس تولید و محافظت از ولتاژی است که در اختیار مصرف کنندگان خود قرار میدهد. منظور از شکل موج ولتاژ در مهندسی برق فرمت و شکل ظاهری همین ولتاژی است که یوپی اس تولید میکند. این شکل موج بر نحوه انتقال نیرو به تجهیزات متصل تأثیر می گذارد و می تواند سازگاری UPS را با انواع خاصی از تجهیزات تعیین کند. دو نوع اصلی شکل موج خروجی UPS وجود دارد که در ادامه به بررسی آن ها خواهیم پرداخت.
یو پی اس با شکل موج شبه سینوسی (Quasi Sine) یا مربعی
خروجی موج مربعی کم هزینه ترین نوع شکل موجی است که هر یک از انواع یو پی اس می تواند تولید کند. مشخصه آن مجموعه ای از پالس های ولتاژ مربعی است که به طور متناوب بین صفر و یک سطح ولتاژ، بطور مشخص تغییر می کنند. تولید آن ارزان است و از طرفی این شکل موج برای بسیاری از مصرف کنندگان غیر حساس مشکل خاصی ایجاد نمیکند. به عبارت ساده تر تمام مصرف کنندگانی که دارای منبع تغذیه سوییچینگ و یا پاورساپلای سوییچینگ هستند میتوانند از مدل استفاده کنند. برای آنکه بیشتر با طیف این مصرف کننده آشنا شوید چندین مثال می آورم. تلویزیون ها، کامپیوترها، مانیتورها، دستگاه های dvr، دستگاه های انگشت زنی، پرینترها، شاررژهای موبایل و بسیاری دیگر از مصرف کننده های اطراف ما همگی دارای تغذیه سوییچینگ هستند!. با تعریف گفته شده میتوانیم تمام این مصرف کنندگان را بدون نگرانی از ریست شدن و خاموش شدن به یو پی اس هایی با خروجی شبه سینوسی متصل نماییم. حتما لازم بذکر است که شکل موج استاندارد برق شهر بصورت یک نمودار سینوسی شکل است. یعنی عمده ی تجهیزات مثل موتورها، لامپهای روشنایی و حتی تجهیزات با منبع تغذیه سوییچینگ برای کار با شکل موج سینوسی ساخته شده اند، اما بخشی از آنها که دارای پاور ساپلای سوییچینگ هستند دارای این قابلیت هستند که با شکل موج مربعی هم کار کنند. بدیهی است که کیفیت شکل موج شبه سینوسی، مشابه شکل موج کاملا سینوسی نیست اما از آنجا که انواع یو پی اس با شکل موج شبه سینوسی ارزان تر هستند و ضمنا برخی از مصرف کنندگان هم میتوانند با آنها بدون مشکل کار کنند، لذا توصیه میشود این انواع یو پی اس ها بیشتر برای کاربریهای غیر حساس و در مواردی که بحث قیمت پر رنگ است استفاده شود.
این مدل از یو پی اس ها برای کاربری های که در آنها از موتورهای الکتریکی استفاده میشود، اصلا توصیه نمیشود.
خروجی موج سینوسی خالص
خروجی موج سینوسی خالص ایده آل ترین، پیچیده ترین و گران ترین نوع شکل موجی است که یک یو پی اس می تواند تولید کند. شکل موج برق شهری را تکرار می کند و جریان صاف و پیوسته برق را به دستگاه های متصل ارائه می دهد. شکل موج خروجی این یو پی اس ها بصورت یک موج سینوسی شکل است که منطبق با شکل استاندارد تعریف شده در برق شهر می باشد.
خروجی موج سینوسی خالص برای تجهیزات الکترونیکی حساس مانند سرورها، بار های موتوری (کاربری صنعتی)، تجهیزات پزشکی و سیستم های صوتی و تصویری پیشرفته ایده آل است. دستگاههایی با این قابلیت، قدرت پایدار و قابل اعتماد را فراهم می کند و اطمینان می دهد که تجهیزات به درستی، مطابق استاندارد و بدون وقفه کار می کنند.
بیشتر بخوانید: نوسان برق به چه معنا است و چطور میتوان با آن مقابله کرد؟
جمع بندی
تجهیزات حفاظتی مانند انواع یو پی اس (UPS) یکی از اجزای ضروری بسیار مهم در سیستمهای الکترونیکی هستند و میتوانند حفاظتی حیاتی در برابر قطع برق و سایر اختلالات برق ارائه دهند. انتخاب منبع تغذیه یو پی اس مناسب برای نیازهای شما می تواند به اطمینان از قابلیت اطمینان و به روز بودن تجهیزات شما کمک کند و خطر از دست رفتن اطلاعات یا آسیب سخت افزاری را به حداقل برساند.
در پایان در صورت نیاز به خرید یو پی اس و آگاهی از انواع یو پی اس و کاربردهای آنها از شما دعوت میکنیم با مشاوران مگامداوم در تماس باشید.