یو پی اس (UPS) دستگاهی است که در صورت قطعی برق شهری، با استفاده از باتریهای داخلی آن، برق مصرفی را به صورت موقت تأمین میکند تا تجهیزات الکترونیکی و سایر ابزارهایی که به برق نیاز دارند، از این اختلال هیچ زمانی تحت تأثیر قرار نگیرند. یو پی اس معمولاً در محیطهایی که برق پایدار نیست و تجهیزات حساسی مانند سرورها، دستگاههای پزشکی و ماشین های ATM و نیز کاربردهای خانگی و دفتری مورد استفاده قرار میگیرد.
در این مقاله قصد داریم طرز کار یو پی اس را بررسی کنیم تا هنگام خرید یو پی اس شناخت درستتری از این دستگاه داشته باشید.
دستگاه یو پی اس چیست؟
طرز کار یو پی اس به اینگونه است که دستگاه از طریق تبدیل برق شهری به برق DC و سپس با استفاده از باتریهای داخلی خود، برق پایدار ناپذیر را به تجهیزات الکترونیکی تأمین میکند. در صورت قطعی برق شهری، یو پی اس به صورت خودکار به منبع باتریهای خود متصل میشود و برای مدت زمانی که باتریها در دسترس هستند، برق پایدار ناپذیر را به تجهیزات الکترونیکی تأمین میکند. این دستگاه معمولاً در محیط هایی که برق پایدار نیست و تجهیزات حساسی مانند سرورها، دستگاه های پزشکی و ماشینهای ATM و نیز کاربردهای خانگی و دفتری مورد استفاده قرار میگیرد.
انواع یو پی اس
طرز کار یو پی اس از نظر ساختاری به انواع مختلفی تقسیم میشود، مانند:
- یو پی اس آفلاین: در این نوع، تجهیزات مستقیماً به برق شهری متصل هستند و در صورت قطعی برق، یو پی اس برق را از باتریهای خود تأمین میکند.
- یو پی اس آنلاین: طرز کار یو پی اس آنلاین به این صورت است که تجهیزات مستقیماً به باتریهای یو پی اس متصل هستند و برق به صورت مداوم از باتریهای یو پی اس به تجهیزات تأمین میشود. برق شهری به صورت خاموش کشیده شده و فقط هنگام شارژ باتریها، به دستگاه داده میشود.
- یو پی اس لاین اینتر اکتیو: یو پی اس لاین اینتر اکتیو (UPS Line Interactive) یک نوع سیستم پشتیبانی برق است که در صورت از دست دادن برق اصلی، از طریق یک باتری داخلی، برق را به دستگاههای متصل به آن تأمین میکند. در مقایسه با سیستم UPS آنلاین، در این نوع سیستم، باتری در مدت عمر عادی برق اصلی، شارژ شده و همچنین در صورت از دست دادن برق، سرعت سویئچ به باتری بسیار کمتر است. بنابراین، از این نوع یو پی اس برای استفاده در محیط های کوچک و غیر حساس، مانند خانه، دفتر کوچک، دوربین مدار بسته، آسانسور، کرکره برقی، دستگاه تردد و یا فروشگاههای کوچک استفاده میشود.
دسته بندی دیگر یو پی اسها
همچنین، بر اساس ظرفیت و قدرت خروجی، یو پی اسها به دستههای مختلفی تقسیم میشوند از جمله:
- یو پی اس های خانگی: این نوع یو پی اس برای استفاده در منازل و ادارات کوچک و تجهیزات الکترونیکی کوچک ساخته شدهاند.
- یو پی اس های صنعتی: این نوع یو پی اس برای استفاده در محیط های صنعتی و تجاری بزرگ مانند سرورهای بزرگ، دستگاه های پزشکی و کارخانه ها و … طراحی شدهاند.
- یو پی اس های سه فاز: این نوع یو پی اس برای استفاده در محیط هایی با بار بالا و نیاز به تأمین برق پایدار در سه فاز و خروجی بالا طراحی شدهاند.
بیشتر بخوانید: راهنمای خرید یو پی اس مناسب برای کامپیوتر
نحوه کار یو پی اس
تا اینجا با دستگاه یو پی اس و انواع آن آشنا شدیم. در این بخش به طرز کار یو پی اس خواهیم پرداخت.
سیستم یو پی اس به عنوان یک سیستم پشتیبانی برق، در صورت قطعی برق از شبکه، به منظور حفظ تأمین برق به دستگاههای مختلف استفاده میشود. طرز کار یو پی اس به این شکل است که زمانی که برق از شبکه قطع میشود، سیستم یو پی اس با استفاده از انرژی ذخیره شده در باتریهای خود، به عنوان منبع پشتیبانی برق به دستگاههای متصل به خود ارائه برق میکند.
سیستم یو پی اس دارای چندین ورودی است که از منابع مختلفی مثل شبکه برق شهری، پنل خورشیدی، ژنراتور برق و … تغذیه میشود. سیستم یو پی اس همچنین دارای باتری است که انرژی الکتریکی را ذخیره میکند.
در صورتی که برق از شبکه قطع شود، سیستم یو پی اس به طور خودکار فرمان را به اینورتر میدهد تا با استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری، به عنوان منبع پشتیبانی برق عمل کند. سپس اینورتر انرژی DC ذخیره شده در باتری را به انرژی AC تبدیل میکند تا دستگاههای متصل به یو پی اس، به برق مورد نیاز خود دسترسی داشته باشند.
سیستم یو پی اس به طور خودکار نیز قادر به شناسایی و انتخاب بهترین منبع تغذیه برای تأمین برق است که این امر نیز به کارایی و عملکرد بهتر سیستم و دستگاه های متصل به آن کمک میکند.
برای آن که بدانیم این دستگاه چطور کار میکند، باید اجزای تشکیل دهنده آن را بشناسیم. همهی یو پی اسها از چهار بخش اصلی تشکیل شدهاند. شارژر، باتری، اینورتر و سوئیچ عناصر تشکیل دهنده یک دستگاه یو پی اس هستند.
در ادامه به معرفی این عناصر میپردازیم تا بتوانیم طرز کار یو پی اس را بهتر بفهمیم.
شارژر
شارژر یو پی اس وظیفه شارژ کردن باتری دستگاه دریافت کننده را بر عهده دارد. در ابتدای فرایند شارژ، شارژر مقدار بیشتری انرژی به باتری وارد میکند و سپس به تدریج این میزان انرژی کاهش مییابد تا باتری به طور کامل شارژ شود. شارژرهای یو پی اس معمولا با سیستمی مجهز شدهاند که قادر به تشخیص پر شدن باتری هستند و پس از پر شدن آن، شارژر به صورت خودکار فرآیند شارژ را متوقف میکند. این ویژگی به حفظ طول عمر مفید باتری یاری میکند و طرز کار یو پی اس را بهبود میبخشد.
باتری
بله، میتوانیم بگوییم که باتری در دستگاه یو پی اس به عنوان مهمترین عضو شناخته میشود. زیرا باتری وظیفه ذخیره انرژی را بر عهده دارد و در صورت قطعی برق، به عنوان منبع تامین انرژی برای لوازم برقی استفاده میشود. باتری همچنین وظیفه تبدیل انرژی شیمیایی به الکتریکی را بر عهده دارد. باتریهای یو پی اس که به صورت باتریهای قابل شارژ هستند، نقش بسیار مهمی در عملکرد و طرز کار یو پی اس دارند. بنابراین در هنگام خرید باتری یو پی اس باید به طرز کار و نیازهای دستگاه توجه کنید.
اینورتر یا مبدل
اینورتر به منظور تبدیل انرژی DC ذخیره شده در باتری به انرژی AC شهری استفاده میشود. بنابراین، عملکرد اینورتر بسیار حائز اهمیت است زیرا بدون آن، امکان استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری به صورت AC وجود ندارد.
همچنین، دستگاه UPS شامل اجزای مختلفی مانند باتری، مبدل DC به AC و همچنین قابلیت شارژ باتری است. هر کدام از اجزا از اهمیت بالایی برخوردار هستند و عملکرد هر کدام تأثیر مستقیم بر کارایی سیستم UPS خواهد داشت. به عبارت دیگر، عملکرد هر یک از اجزا برای به دست آوردن عملکرد بهینه سیستم UPS بسیار حائز اهمیت است.
سوئیچ
برای تبدیل انرژی DC ذخیره شده در باتری به انرژی AC شهری، از اینورتر استفاده میشود. بدون شک، عملکرد اینورتر بسیار حائز اهمیت است و بدون آن امکان استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری به صورت AC وجود ندارد.
سیستم UPS شامل اجزای متعددی مانند باتری، مبدل DC به AC و همچنین قابلیت شارژ باتری است. هر یک از این اجزا در طرز کار یو پی اس بسیار حائز اهمیت هستند و عملکرد بهینه سیستم UPS به دست آمدن کارایی بالا نیازمند عملکرد بهینه هر یک از اجزا میباشد. به عبارت دیگر، کارایی و عملکرد بهینه سیستم UPS تحت تأثیر مستقیم عملکرد هر یک از اجزا قرار دارد.
بیشتر بخوانید: نوسان برق به چه معنا است و چطور میتوان با آن مقابله کرد؟
کلام آخر
در این مقاله در مورد دستگاههای یو پی اس و طرز کار یو پی اس صحبت کردیم که به عنوان منابع اضطراری برق عمل میکنند.
این دستگاهها با توجه به طرز کار یو پی اس و همچنین تکنولوژی ساخت ، به سه دسته آفلاین، لاین اینترکتیو و آنلاین تقسیم میشوند و هر یک ویژگیهای خود را دارند. باتری، یکی از اجزای تشکیلدهندهی دستگاه یو پی اس است و وظیفهی ذخیره و تامین انرژی مورد نیاز را بر عهده دارد. در عین حال، شارژر یو پی اس وظیفهی شارژ کردن باتری را بر عهده دارد و مبدل یا اینورتر نیز وظیفهی تبدیل انرژی ذخیره شده در باتری به انرژی متناوب شهری را بر عهده دارد. استفاده از دستگاه یو پی اس، علاوه بر آرامش خاطر به دلیل وجود دائمی برق، باعث محافظت از لوازم برقی، جلوگیری از حذف دادهها و به عنوان یک کاربرد ضروری در صنایع مختلف از جمله پزشکی، مخابراتی، کشاورزی، بانکها، ادارات و غیره نیز میشود.