UPS چیست و چه کاربردی دارد؟

در هنگام به کارگیری دستگاه هایی مثل کامپیوتر، تجهیزات بیمارستانی و… که ضرورت استفاده مداوم از برق را دارند،
باید راهکار جلوگیری از قطعی منبع تغذیه را بشناسیم و بدانیم که UPS چیست؟

استفاده از دستگاه UPS شاید در نگاه اول عملیاتی بسیار معمولی به نظر برسد؛ اما همین تجهیز می تواند اطلاعات مهم و حتی جان انسان ها را حفظ کند.

در این مقاله با یو پی اس، یکی از مهمترین تجهیزات در صنایع مختلف آشنا می شویم و انواع آن را بررسی می کنیم.

1# UPS چیست؟

Uninterruptible Power Supply یا به اختصار یو پی اس (UPS)، منبع تغذیه ای است که
بدون توقف کار می کند.

UPS یکی از انواع مهم و پرکاربرد منبع تغذیه الکترونیکی است که
موظف است بدون هیچگونه وقفه ای توان مورد نیاز یک بار الکتریکی را تامین کند.

به عبارت دیگر، یو پی اس ها از انرژی ذخیره شده به عنوان منبع توان بدون وقفه استفاده کرده و
از طریق آن برق موردنیاز تجهیزات مصرف کننده را تامین می کنند.

دستگاه یو پی اس یک واسطه بین برق شهری و دستگاه مصرف کننده است که
وظیفه جلوگیری از ورود نویز و اختلالات شبکه به تجهیزات مصرف کننده حساس و تنظیم و تثبیت برق شبکه را برعهده دارد.

2# کاربرد UPS چیست؟

بعد از اینکه آموختیم که UPS چیست، زمان یادگیری کاربردهای آن است.

1-2# تامین برق اضطراری با UPS

وظیفه اصلی هر واحد UPS این است که هرگاه منبع توان ورودی یک دستگاه قطع شد، توان موردنیاز را برای دستگاه تامین کند.

اغلب واحدهای یو پی اس قادر هستند علاوه بر وظیفه اصلی خود در حل برخی از مشکلات دیگر در جریان برق هم به کار آیند.

بعضی از شرایطی که می توان در آن از UPS استفاده کرد عبارتند از:

2-2# حذف اثر اسپایک ولتاژ (اضافه ولتاژ پایدار) با UPS

افزایش شدید ولتاژ بر اثر رعد و برق و عمل تعویض در شبکه برق به وجود می آید و
در اثر آن ممکن است که ولتاژ به صورت کاملا غیر عادی تا چندین برابر ولتاژ شبکه بالا رود.

معمولا در یو پی اس ها، انواع مدارها برای حفاظت قرار داده می شود تا
انرژی تولید شده در اثر این افزایش را حذف کرده و از آسیب آن به تجهیزات پیشگیری شود.

یکی از راه های ایمن انتقال برق در شبکه استفاده از باسداکت است، برای شناخت بیشتر این قطعه مقاله زیر را مطالعه کنید:

3-2# حذف اثر کاهش مداوم یا لحظه ای ولتاژ ورودی با UPS

این عامل به صورت معمول بر اثر پیاده سازی بارهای الکتروموتور در شبکه برق به وجود آمده و
باعث از کار افتادن و نهایتا راه اندازی مجدد سیستم های کامپیوتری و یا قفل کردن صفحه کلید می شود.

وقتی چنین پدیده ای در شبکه برق ایجاد شود، یو پی اس به مدت چند لحظه عمل کرده و
توان مصرفی تجهیزات را از باتری تامین و پس از رفع اشکالات برق، به وضعیت عادی خود باز می گردد.

یو پی اس برای حل افت طولانی ولتاژ از یک تثبیت کننده ولتاژ استفاده می کند که
کاهش ولتاژ را جبران می کند و حتی کاربرانی که به یو پی اس متصل نیستند هم تحت محافظت قرار می گیرند.

4-2# حذف نویز تزریق شده به خط با UPS

قسمتی به نام فیلتر در UPS تعبیه شده که وظیفه آن حذف تداخلات مغناطیسی و نویزها و جلوگیری از نفوذ آن ها به تجهیزات متصل به یو پی اس است.

3# ساختار UPS

احتمالا برای شما هم سوال شده است که اجزای داخلی UPS چیست؟

در ادامه به معرفی و توضیح نقش هر یک از این اجزای داخلی می پردازیم.

بخش های اصلی تشکیل دهنده یو پی اس عبارتند از:

• یکسوکننده (رکتیفایر)
• باتری
• مبدل AC به DC
• شارژر یو پی اس
• کلید غیرهادی

1-3# باتری UPS چیست؟

یک یو پی اس بدون باتری هیچ گاه درست کار نمی کند.

در واقع وظیفه باتری در یو پی اس ها ذخیره سازی انرژی جریان برق بوده و
در حین قطعی برق انرژی لازم را تامین می کند.

باتری های یو پی اس در سه مدل طول عمر زیاد، متوسط و کم تولید می شوند.

2-3# مبدل در UPS چیست؟

مبدل یا اینورتر برای تبدیل انرژی مستقیم ذخیره شده در باتری به برق متناوب در تمامی یو پی اس ها به کار رفته و
دستگاه را راه اندازی می کند.

3-3# کلید یو پی اس

گاهی اوقات سوییچی در یو پی اس تعبیه می شود تا منبع نیروی مورد استفاده را در هر لحظه کنترل کند.

به محض اینکه این سوییچ متوجه شود که منبع اولیه قطعه شده، از حالت اولیه به حالت ثانویه تغییر می کند و
وقتی منبع اولیه مجددا وصل شود، سوییچ از وضعیت ثانویه به وضعیت اولیه تغییر می کند.

4-3# نقش شارژر یو پی اس

شارژر یو پی اس جریان و ولتاژ لازم برای شارژ باتری های یو پی اس را کنترل و فراهم می کند.

کیفیت و فناوری مورد استفاده در شارژر یو پی اس می تواند به بهره وری بیشتر باتری های یو پی اس و در نتیجه خود دستگاه یو پی اس کمک شایانی کند.

4# انواع یو پی اس

بعد از اینکه آموختیم کاربرد UPS چیست باید به سراغ آموزش انواع آن برویم و
موارد استفاده هر کدام را بررسی کنیم.

یو پی اس ها در توان های مختلف (350 ولت آمپر تا 3 کیلوولت آمپر و بیشتر) تولید می شوند و
به سه دسته آنلاین، در تعامل با خط، و آفلاین تقسیم بندی می شوند.

1-4# یو پی اس آنلاین (Online UPS)

در ورودی برق AC را دریافت کرده، آن را به جریان DC یکسوسازی کرده و به باتری قابل شارژ انتقال می دهد.

سپس برای تامین برق تجهیزات تحت حفاظت، آن را به جریان های 120 یا 230 ولت AC تبدیل می کند.

این یو پی اس ها علاوه بر زمان قطع برق، در صورت نوسان برق هم انرژی الکتریکی موردنیاز مصرف کننده را به باتری ها تامین خواهند کرد.

در شرایط طبیعی، تأمین خروجی در این نوع UPS ها پس از تصحیح ورودی یعنی پاک سازی ورودی از نویز و احیاناً سطح ولتاژ ورودی انجام می پذیرد.

تنها در مواقعی همچون بروز نقص فنی، وقوع اضافه بار یا افزایش خارج از رنج دما، یو پی اس به وضعیت BYPASS می رود.

2-4# یو پی اس در تعامل با خط (Line Interactive UPS)

این نوع UPS یک معکوس کننده را در خط نگه داشته و مسیر جریان DC باتری را از حالت شارژ نرمال به تامین جریان تغییر می دهد.

یو پی اس های در تعامل با خط می توانند در شرایط عادی ولتاژ خروجی را با یک مبدل تثبیت کرده و
ورودی را تصحیح کنند، یعنی پاک سازی نویز و تصحیح سطح ولتاژ ورودی را انجام می دهند.

این یو پی اس ها تنها در شرایطی مانند ایجاد نقص فنی، سرریز بار یا افزایش دمای بیش از حد یو پی اس به حالت بای پس می روند.

این نوع از یو پی اس دارای کیفیت و حساسیت بسیار بالایی بوده و بیشتر برای دستگاه های حساس آزمایشگاهی و نظامی و… به کار می روند.

3-4# یو پی اس آفلاین (Standby UPS)

تامین بار مستقیما توسط توان ورودی انجام شده و مدار توان پشتیبان تنها زمانی به کار گرفته می شود که برق تاسیسات قطع شود.

یو پی اس های آفلاین، در حالت عادی از برق شهر استفاده می کنند؛ اما به محض قطع برق وارد مدار شده و
برق باتری را به برق موردنیاز دستگاه مصرف کننده تبدیل می کنند.

این یو پی اس ها تنها ویژگی های اصلی را ارائه می دهند: مانند حفاظت از مصرف کننده در برابر ولتاژهای بسیار زیاد ورودی و شارژ باتری ها.

یو پی اس های کوچک معمولا دارای یک باتری هستند.

وقتی جریان برق در حالت عادی قرار دارد این باتری شارژ می شود.

هنگام قطع برق یا افت ولتاژ، یو پی اس به طور خودکار واحد منبع تغذیه را از برق شهری به باتری موجود درون خود تغییر می دهد.

کل این فرآیند در زمانی حدود یک یا 2 میلی ثانیه انجام می شود.

5# اتاق UPS چیست؟

همانطور که احتمالا از نام این محیط حدس می زنید، اتاق UPS اتاقی است که محل نگداری یو پی اس های موردنیاز شماست.

این اتاق باید کاملا تمیز، دارای سیستم تهویه مناسب و دمای ثابت شده در مقدار مشخص باشد و
طراحی می شود تا بهینه ترین چیدمان UPS ها را در فضایی با دسترسی آسان در ساختمان مدنظر شما قرار دهد.

باتری های این تجهیزات ممکن است در اثر عوامل مخرب خارجی مثل آب و نوسانات دمایی صدمه ببینند به همین علت است که
باید با سیستم های حرفه ای اتاقی را طراحی کرده و به طور منظم آن را سرویس و نگهداری کرد.