یو پی اس چیست و چگونه کار می کند؟ یک UPS یا منبع تغذیه بدون وقفه، دستگاهی است که در صورت قطع برق، برای مدت زمان محدودی برق را تامین می کند. این امر به رایانه ها و سایر تجهیزات الکترونیکی حساس اجازه می دهد تا به طور ایمن خاموش شوند یا به منبع تغذیه پشتیبان دیگری منتقل شوند. UPS ها نقش مهمی در اطمینان از عملکرد روان کسب و کارها، مراکز داده و سایر سازمان هایی دارند که به برق مداوم نیاز دارند.
در دنیای به هم پیوسته‌ای زندگی می‌کنیم که نیازمند در دسترس بودن فوری و بدون وقفه خدمات بی‌شماری است. در زندگی روزمره ما، هزاران عنصر وجود دارد که بسیاری از ما از وجود و عملکرد آنها بی‌خبر هستیم، در اطمینان از اینکه هر چرخ‌دنده‌ای در جامعه ما همیشه به طور کامل کار می‌کند، نقش دارند.
انکارناپذیر است که هر بار که شبکه‌های ارتباطی یا برق قطع می‌شود، ناراحتی را احساس می‌کنیم. به همین دلیل، و با وجود این واقعیت که سرمایه‌گذاری تکنولوژی در زیرساخت‌های مخابرات و شبکه‌های برق در تضمین خدمات در همه مناطق پیشرفت قابل توجهی داشته است، داشتن دستگاه‌های پشتیبان یا اورژانسی برای جلوگیری از آسیب در صورت قطع ناگهانی ضروری است.
یکی از این عناصر که امروز در مورد آن صحبت خواهیم کرد، سیستم‌های منبع تغذیه بدون وقفه یو پی اس یا UPS (Uninterruptible Power Supply Systems) است که به طور گسترده با نام اختصاری UPS (منبع تغذیه بدون وقفه) شناخته می‌شوند. این مقاله توسط شرکت فرجاد توان آسیا تهیه شده است.
یو پی اس در کاشان مانند: مراکز داده، بیمارستان ها، ساختمان های اداری، صنایع، زیرساخت های حمل و نقل مانند شرکت های فرش ماشینی و شرکت های صنعتی یا هر نقطه دیگری که نیاز به منبع تغذیه یو پی اس قابل اعتماد، با کیفیت و در همه حال در دسترس باشد، وجود دارند. آنها مسئول تضمین تداوم خدمات برق در زمانی هستند که شبکه برق دچار خرابی یا قطعی به هر شکلی شود.
در واقع، UPS یو پی اس یک پشتیبان است که در صورت قطع برق، خدمات سیستم های ما قطع نمی شود، زیرا این دستگاه ها با استفاده از باتری های خود بدون نیاز به وابستگی به شبکه برق، قادر به تامین انرژی الکتریکی برای سایر تجهیزات ما هستند. مدت زمان استقلال UPS توسط نوع و تعداد باتری های موجود در سیستم تعیین می شوند. هر چه باتری بیشتر باشد، زمان بیشتری می توانیم در برابر قطعی برق مقاومت کنیم.
بنابراین، یک UPS تضمین می کند که، برای مثال، انرژی مورد نیاز یک اتاق عمل برای یک عمل جراحی حیاتی در هر زمان پایدار بماند؛ مراکز داده ای که امکان برقراری اتصال اینترنت به خانه های ما را می دهند، در صورت نوسانات برق ناشی از توفان الکتریکی، فعالیت خود را متوقف نکنند؛ یا اینکه سیستم های ارتباطی یک کشتی به دلیل خطای بحرانی در تامین برق، دچار سقوط نشوند و ترافیک دریایی را به خطر نیندازند. شاید اکنون کمی بیشتر از اهمیت این دستگاه های ناشناخته آگاه شده باشید.
علاوه بر این، یک UPS یو پی اس به عنوان فیلتری برای آن سیستم های الکتریکی یا دستگاه هایی که به شبکه متصل هستند، عمل می کند. به عبارت دیگر، اگر یکی از این سیستم های منبع تغذیه بدون وقفه را مثلاً به یک قایق وصل کنیم، از تمام تجهیزات رایانه ای در برابر نوسانات احتمالی یا پیک های ولتاژ، تداخلات، تغییرات فرکانس یا قطعی های میکرو محافظت می کنیم. عملکرد UPS همه این موارد را فیلتر می کند و به یک تمیزکاری کامل از موج سینوسی خروجی دست می یابد. بنابراین، نه تنها عملکرد صحیح تجهیزات متصل به شبکه، بلکه طول عمر آنها را نیز تضمین می کند.
اولین مرحله. یکسو کننده/شارژر (Rectifier/Charger): این بخش مسئول تبدیل جریان متناوب برق (AC) ورودی از شبکه به جریان مستقیم (DC) است. این جریان مستقیم دو کاربرد دارد: شارژ کردن باتری ها و تامین انرژی اینورتر.
دومین مرحله باتری ها(Batteries): باتری ها انرژی الکتریکی لازم برای تامین برق سیستم در هنگام قطع برق را فراهم می کنند.
سومین مرحله. اینورتر (Inverter): اینورتر، جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می کند. این جریان می تواند از یکسو کننده یا باتری ها تامین شود. در نهایت، جریان متناوب خروجی اینورتر برای سیستم های متصل به UPS توزیع می شود.
چهارمین مرحله. بای پس استاتیک و تعمیر و نگهداری (Static and maintenance bypass): این، نوعی مدار الکتریکی است که در داخل UPS تعبیه شده و به شما این امکان را می دهد که در صورت خرابی UPS، بار الکتریکی را مستقیماً به شبکه اصلی (یا یک شبکه جداگانه) متصل کنید.
پنجمین مرحله. واحد کنترل (Control unit): کنترل واحد، بخش هوشمند سیستم منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) است. این بخش بسته به نوع دستگاه و عملکردهای آن، امکان اجرای مجموعه‌ای از قابلیت‌ها را از طریق نرم افزار یا روش‌های دیگر فراهم می‌کند.
هنگامی که یو پی اس به طور عادی کار می کند، یعنی برق شهر در دسترس است و کیفیت مطلوبی دارد، برق ورودی از طریق اتصال یو پی اس به شبکه وارد می شود و در ابتدا از یکسو کننده عبور می کند. یکسو کننده، جریان متناوب (AC) را به جریان مستقیم (DC) تبدیل می کند.
این تبدیل ضروری است زیرا بخشی از برق باید در باتری ذخیره شود (جریان در باتری باید مستقیم باشد) و بقیه برق به سمت اینورتر می رود. اینورتر، جریان مستقیم را دوباره به جریان متناوب (AC) تبدیل می کند تا سیستم های متصل به یو پی اس را تامین کند.
تصور کنید که برق شهر دیگر در دسترس نیست یا ولتاژ خارج از محدوده کیفی مجاز قرار گرفته است. در این حالت، اینورتر توسط ولتاژ مستقیم تامین شده توسط باتری ها تغذیه می شود. خروجی اینورتر بدون تغییر باقی می ماند و بنابراین بار الکتریکی متصل به سیستم بدون وقفه به کار خود ادامه می دهد.
مدت زمان استقلال یا مدت زمانی که باتری ها می توانند سیستم را تامین کنند، به میزان مصرف مورد نیاز بار و ظرفیت باتری بستگی دارد. هنگامی که ولتاژ اصلی برق بازیابی شود (یعنی به مقداری در محدوده مجاز برسد)، یکسو کننده دوباره شروع به کار می کند و عملکرد عادی برقرار می شود.
باتری ها از تخلیه ای که در زمان نبود برق متحمل شده اند، با شارژ مجدد از طریق ولتاژ مستقیم تامین شده توسط یکسو کننده/شارژر، بازیابی می شوند.
در صورت خرابی یو پی اس، بای پس استاتیک به طور خودکار فعال می شود و در صورت اضافه بار یا اتصال کوتاه، بار الکتریکی را بلافاصله به شبکه برق اصلی (یا بای پس) منتقل می کند. بنابراین، یو پی اس بدون توجه به نوع عملیات، اطمینان می دهد که هیچ قطعی در برق وجود ندارد. از این رو نام آن "منبع تغذیه بدون وقفه" است.
انواع مختلفی از مدارهای یو پی اس وجود دارد که عناصر بیشتری (اعم از حفاظتی یا فیلتری) برای تضمین برق "تمیز" در خود جای داده اند، اما همه آنها حداقل شامل این عناصر ذکر شده هستند. برای عملکرد صحیح یو پی اس، پیشرفته ترین آنها دارای واحدهای کنترل و نرم افزاری هستند که اطلاعات لحظه‌ای را برای کاربر، همچنین قابلیت های شخصی سازی شده، ارائه می دهند.
برای دریافت اطلاعات بیشتر به سایت فرجاد توان آسیا مراجعه کنید.
