یو پی اس (UPS) چیست؟

Uninterruptible Power Supply یا به طور اختصار UPS، منابع تغذيه بدون وقفه هستند که بین برق شهر و مصرف کننده قرار می گیرند و از تجهیزات الکتریکی در برابر تغییرات و نوسانات برق حفاظت می کنند و مانع قطع شدن و آسیب رسیدن به آن ها می شوند همچنین برق و توان مورد نیاز تجهیزات مصرفی را بدون وقفه و تا زمان رسیدن به شرایط مناسب تامین می کنند.  در واقع وظیفه اصلی این منابع تغذیه الکترونیکی، تامین بدون وقفه ی توان مورد نیاز مصرف کننده می باشد. UPS ها علاوه بر تثبیت و تنظیم برق شبکه از نفوذ نویز و اختلالات شبکه به تجهیزات جلوگیری و حفاظت می کنند. 

شبکه های برق شهر دارای مشکلاتی نظیر كاهش یا افزایش ناگهانی ولتاژ، تغییر فركانس، انواع اعوجاج لحظه ای یا دائم هستند که سبب آسیب رسیدن و قطع تجهیزات برقی می شوند. دستگاه های الكترونیكی پیشرفته و حساس (نظیر سیستم های كامپیوتری، تجهیزات مخابراتی و پزشكی) با توجه به كاربردهای ویژه و حساسی كه دارند نیازمند تجهیزات ضروری مانند منبع تغذیه بدون وقفه و نسبتا دقیق بوده تا ولتاژ و فركانس ثابت و قابل اطمینان را تامین نمایند. 

دستگاه UPS از وسایل ضروری كامپیوترها محسوب می‌شود. به عنوان مثال در صورت وجود كوچكترین اغتشاش در برق شهر بخش كنترل كامپیوتر، با تولید یك پالس موجب خاموش و روشن شدن مجدد (Restart) كامپیوتر می‌‌گردد. لذا با این عمل اطلاعاتی كه در حافظه RAM سیستم وجود دارد، از بین رفته و زیان های جبران ناپذیری به كاربر وارد شده و حاصل كار كاربر در چند لحظه از بین می‌رود. 

در مورد سایر سیستم‌های حساس نظیر دستگاه‌های مخابراتی و شبكه‌های اطلاعاتی نیز با قطع یا تغییر مشخصات منبع تغذیه، هماهنگی بخش های مختلف دستگاه بهم خورده و بر اثر قطع و وصل‌های متوالی، علاوه بر صدماتی كه به قطعات دستگاه وارد می شود، عملكرد كل سیستم با اختلال مواجه می‌گردد. با توجه به مطالب فوق، نیاز به وجود دستگاهی كه بتواند جایگزین مناسبی برای برق شهر در مواقع اضطراری گردیده و با حذف اختلالات شبكه تغذیه مدارات حساس را بر عهده گیرد، نمایان می شود.

راهها و روش های مختلف زیادی برای حفاظت از تجهیزات برقی در برابر مشکلات برق وجود دارد اما هیچ کدام از روش ها به خوبی  upsها نمیتوانند از دستگاهها و تجهیزات در برابر این گونه مشکلات محافظت کنند.

وجود یو پی اس ها در تجهیزات سبب شده دو منبع تغذیه برای وسیله الکتریکی وجود داشته باشد. یک منبع تغذیه اولیه که همان برق شهر است و منبع تغذیه ثانویه که در صورت بروز مشکل در برق وارد مدار می شود و انرژی و توان مورد نیاز تجهیز الکتریکی را تامین می کند.

در برخی یو پی اس ها و بسته به نوع آن سوئیچی وجود دارد که توسط آن می توان تعیین کرد کدام منبع در هر لحظه تامین انرژی وسیله مورد نظر را به عهده داشته باشد. و در صورت وصل شدن منبع اصلی به حالت اولیه بازگردد.

مشکلات موجود در برق شهر:

قطع برق شهر (Black Out): در این حالت و در صورت بوجود آمدن این مشکل یو پی اس وارد مدار می شود و توان مصرفی تجهیز مورد نظر را تامین می کند تا زمانی که شارژ باتری آن تمام شود یا برق شهر دوباره وصل گردد.

کاهش ناگهانی ولتاژ (Power Sag): این پدیده معمولا بر اثر راه اندازی بارهای الکتروموتور در شبکه برق به وجود آمده و باعث خطی عملکرد، Crash کردن، Reset شدن سیستم های کامپیوتری و یا قفل شدن صفحه کلید می شود، در صورت بروز چنین پدیده ای در شبکه برق، یو پی اس بطور لحظه ای وارد مدار می شود و توان مصرفی تجهیزات را تامین می کند و پس از رفع مشکل در برق شهر، به وضعیت عادی برمی گردد.

افت طولانی ولتاژ (Brown Out): در صورت بروز چنین مشکلی، یو پی اس مشابه حالت قطع برق عمل می کند. در ضمن می توان برای رفع این نقصان از استابیلایزر (تثبیت کننده ولتاژ) استفاده نمود که کاهش ولتاژ را جبران نماید و مصرف کننده هایی که حتی به یوپی اس متصل نیستند را تحت پوشش قرار می دهد.

افزایش شدید و ناگهانی ولتاژ (Spike & Surge): این پدیده در اثر رعد و برق و عمل سوئیچینگ در شبکه برق به وجود می آید و در اثر آن ممکن است که ولتاژ به صورت ناگهانی تا چندین برابر ولتاژ نامی شبکه بالا رود. معمولا در یو پی اس ها، مدارهای حفاظتی قرار داده می شود که انرژی موجود ناشی از این افزایش ولتاژ را حذف کرده تا از اعمال آن به تجهیزات جلوگیری شود.

افزایش طولانی ولتاژ (Over Voltage): اگر این افزایش ولتاژ مدت زیادی ادامه داشته باشد ممکن است به بعضی از قطعات حساس سیستم های سخت افزاری آسیب وارد نماید. در این وضعیت یوپی اس تامین کننده برق مصرف کننده ها خواهد بود و از اتصال برق شهر به مصرف کننده ها جلوگیری به عمل می آورد، در ضمن استفاده از استابیلایزر معمول ترین روش برای رفع این معضل است.

نویز (Noise): معمولا در شبکه برق مصرف کننده هایی نظیر اجاق ها مایکروویو وجود دارند که باعث ایجاد نویز و تداخل الکترومغناطیسی در خطوط برق شهر می شود. برای پیشگیری از این مشکل در یوپی اس ها بخشی به نام فیلتر در نظر گرفته می شود تا اثرات ناشی از نویز و تداخل آن تا حد زیادی کاهش دهد.

ساختار سیستم یو پی اس (UPS) :

یک دستگاه یو پی اس از سه قسمت اصلی باتری، شارژر و اینورتر تشکیل شده است.

همانطور که می دانیم دستگاهایی که مستقیما به برق شهر متصل هستند با برق(ولتاژ) متناوب کار میکنند و یو پی اس به عنوان یک باتری بدون وقفه دارای ولتاژ مستقیم و ثابت است. واحد اینورتر در یو پی اس وظیفه تبدیل برق مستقیم به متناوب را بر عهده دارد.

زمانی که دستگاه بطور مستقیم به برق شهر متصل است، باتری یو پی اس توسط برق شهر شارژ می شود تا زمانی که به یوپی اس نیاز شد توان لازم برای راه اندازی دستگاه را داشته باشد.

واحد شارژر عمل تبدیل ولتاژ متناوب برق شهر به ولتاژ مستقیم را جهت شارژ شدن باتری یو پی اس بر عهده دارد.

قدرت و توان یو پی اس ها به توان خروجی آنها وابسته است و توان نیز حاصل ضرب جریان در ولتاژ است. هر چه اینورتر یو پی اس قویتر باشد توان یو پی اس نیز بیشتر خواهد بود. همچنین میزان زمان برق دهی یو پی اس به تعداد باتری های به کار رفته در آن و ظرفیت باتری ها وابسته است به عبارتی هر چه ظرفیت باتری ها بالاتر باشد زمان برق دهی آنها نیز بیشتر خواهد بود.

منبع:
Wikipedia.com
tacomups.com
Ptd-co.com

جهت مشاهده و خرید انواع باتری یو پی اس کلیک کنید