انواع سیستم های یو پی اس

دسته بندی یو پی اس ها غالباً در سه بخش انجام می شود:

1. Off line (آفلاین یا آماده به کار) : این دسته از یو پی اس ها هنگام قطع برق و به عنوان منابع جایگزین فعال می شوند . 
2. On Line (آنلاین یا برخط): در شرایط طبیعی ، تأمین خروجی در این نوع یو پی اس ها پس از تصحیح ورودی ( پاك سازی ورودی از نویز و احیاناً سطح ولتاژ ورودی ) انجام می پذیرد تنها در مواقعی چون بروز نقص فنی ، over load  یا افزایش خارج از رنج دما ، یو پی اس به مد Bypass می رود . 
3. Line Interactive (لاین اینتراكتیو یا در تعامل با خط) : در شرایط عادیِ این یو پی اس ها، ورودی از طریق Bypass به ترانسفورماتور منتقل می شود در این هنگام ترانسفورماتور به عنوان شارژر عمل می كند و در نهایت از همین طریق خروجی AC تأمین می گردد.

یو پی اس های آفلاین, لاین اینتراكتیو و آنلاین چه تفاوتی با هم دارند؟

منبع تغذیه بدون وقفه ( یو پی اس ) دستگاهی است متشكل از قطعات حالت جامد (SOLID – STATE) كه بین منبع برق ورودی و بار وصل شده واز بروز اختلافات برق ورودی ( برق شهر ) از جمله قطع كامل آن جلوگیری می كند :

به طور كلی ، مدل یو پی اس ها از لحاظ ساختار طراحی در یكی از سه حالت Line interactive،Off-line On-line قرار می گیرند . صرف نظر از طراحی خاص هر یك ، چند ویژگی مهم در تمامی یو پی اس ها مشترك است . همه آنها دارای باتری هستند و تا زمانی كه برق شهر قابل استفاده است انرژی را در باتریها ذخیره می كنند و پس از قطع برق شهر انرژی باتری را به جریان متناوب AC تبدیل می كنند . بنابراین تمام سیستمها باید دارای شارژر باتری و مدار اینورتر باشند . همچنین تمام یو پی اس ها دارای یك سیستم Bypass  هستند كه همراه با یك سوئیچ در خروجی وسیله ارتباط با Load را جهت تغذیه مستقیم از برق شهر فراهم می كنند . در بسیاری از موارد مدار سوئیچ خروجی با به كاربردن سوئیچ های استاتیك تكمیل می شود . البته در یو‌ پی اس های توان پایین این كار به وسیله رله انجام می گیرد .

*سیستم یو پی اس آفلاین off – line

در یو پی اس مدل Off-line بارهای حساس از مسیر By pass انرژی دریــافت می كنند و اگـر تغذیـه مسیر By pass قطع شود یا ولتاژ آن خارج از محدوده قابل قبول و مجاز قرارگیرد ، مسیر اینورتر جایگزین آن می شود . در طی عملكرد عادی دستگاه ، هراختلالی كه در محدوده قابل قبول ولتاژ Bypass باشد به بار منتقل می شود . اگر چه در بسیاری از مدلهای این یو پی اس در مسیر Bypass خود تا حدودی از افزایش شدید و ناگهانی ولتاژ (spike ) جلوگیری می كنند و فیلتر های RF (فركانس رادیویی ) در مسیر Bypass آنها وجود دارد .

شماتیک سیستم یو پی اس آفلاین

در شرایط عادی شارژر باتری به طور مداوم كار می كند تا باتریها را كاملا آماده نگهدارد . در برخی از یو پی اس ها ممكن است اینورتر خاموش باشد تا راندمان كلی دستگاه افزایش یابد ، اگر چه قسمتهای كنترل الكترونیكی آن به منظور عملكرد سریع اینورتر همواره فعال می باشند.

اگر ولتاژ Bypass از حداقل مجاز پایین تر رود ، اینورتر بلافاصله شروع به كار كرده و بار به وسیله سوئیچ استاتیك ( یا رله خروجی ) به اینورتر منتقل می شود با توجه به این كه مراحل انتقال پس از قطع ولتاژ Bypassآغاز می شود وقفه اجتناب ناپذیر در تامین انرژی بار روی می دهد، اگرچه این وقفه كوتاه به اندازه 10~2میلی ثانیه است كه اكثربارها به نحو مطلوب و بی آنكــه متحمل اثـرات مضـری شـوند این زمان را پشت سر می گذارند و با عادی شدن وضع برق شهر بار مجددا به مسیر Bypass منتقل می شود.

*سیستم یو پی اس لاین اینتراکتیو  Line – Interactive

این نوع یو پی اس شامل دستگاههایی می شود كه در آنها سعی شده با اضافه كردن سیستم تنظیم ولتاژ در مسیرBy pass عملكرد بهتری نسبت به سری Off-line ارائه شود . دو نوع از متـداولترین سیستمهای این رده یو پی اس مجهز به ترانس Buck/Boost وترانس ferrorvesonat می باشد.مشابه مدلهای Off-Line یو پی اس مدل Line-Interactive بار خــود را از طـریق مسیرBypass تغذیه می كند وبراثر هر حادثه ای كه سبب قطع برق شهر شود آن رابه اینورتر انتقال می دهد. در بخشهای باتری، شارژر و مدار اینورتر نیز با سیستم Off-Line مشابه است اما به خاطر اضـافه شدن مدار تنظیم ولتاژ در مسیر By pass بار كمتر به اینورتر انتقال می یابد. چنین سیستمی تاثیر بیشتری دركاهش هزینه ها داشته و عمر مفید باتری در مقایسه با Off-Line بیشتر می شود.

شماتیک سیستم یو پی اس تعاملی

انواع Line- Interactive

1- ترانس

Buck/Boost جهت تنظیم ولتاژ در مسیر Bypass اضافه می شود این ترانس با سیم پیچ ثانویه چند سر به همراه چندین رله طوری تنظیم می شود كه هر دو سطح پایین و بالای ولتاژ مسیر Bypass را به طور مناسب پوشش داده و بدین طریق ولتاژ خروجی یوپی اس را به اندازه ولتاژ مورد نیاز محدود می كند. این بدین معناست كه محدوده ولتاژ قابل قبول ورودی (بدون نیاز به عملكرد اینورتر) افزایش می یابد.یك یو پی اس در این طبقه بندی می تواند با دامنه ولتاژ ورودی بین +%20 تا – %30 فراتر از محدوده ولتاژ نامی و با استفاده از مسیر Bypass ، ولتاژ بار خود را تامین كند.

2- عملكرد ترانس فرورزنانس نیز شبیه ترانس Buck/Boost می باشد، در این مورد ترانس فرورزنانس جایگزین ترانس Buck/Boost شده است. این ترانس تنظیم و رگولاسیون ولتاژ را در برابر اختلالهایی مانند نویز خط الكتریكی انجام می دهد و به ازای تغییر در ولتاژ ورودی از -%20 تا +%40 خروجی تنها 3%+ مقدار نامی تغییر خواهد كرد. همچنین این ترانس با ذخیره انرژی، برق مورد نیاز كامپیوترها را در زمان قطع كامل برق برای مدت كوتاهی تامین می كند تا اینورتر شروع به كار كند. بنابریان بدون ایجاد وقفه در جریان برق؛ بار بین مسیرBypass به اینورتر منتقل شده و یوپی اس عملاً به یك سیستم واقعی On-Line تبدیل می شود كه در خروجی آن وقفه ای مشاهده نمی شود.

3- در Bi- directional power converter تنها یك بلوك جایگزینی یكسو كننده (شارژر) و مدار اینورتر می شود، خیلی سریع تغییر حالت داده و به عنوان یك مدار اینورتر عمل می كند. همچنین از این نوع طراحی می توان در مدار Buck/Boost یا در هر كدام از سیستم های مختلف Line-interactive استفاده كرد.

*سیستم یو پی اس آنلاین On-Line

اولین تفاوت بین این طرح و آنچه كه قبلا در سیستم off-line توضیح داده شد این است كه شارژ باتری با بخش”یكسو كننده/شارژر”تعویض شده است.بخش “یكسو كننده /شارژر” ممكن است از دو قسمت جداگانه یا یك بلوك قدرت كامل تشكیل شده باشد.زمانیكه برق شهر در جریان است این بخش باطری را شارژ و انرزی اینورتر را توسط یك ولتاژ dc ثابت تامین می كند.در صورتی كه برق ورودی (برق شهر)قطع شود شارژ خاموش شده و انرژی DCاینورتر توسط باتری تامین می شود و از این زمان باتری رفته رفته خالی می شود.این نوع یو پی اس كه اصطلاحا یو پی اس Double Conversion نیز نامیده می شود بالاترین میزان حفاظت را ارائه می كند زیرا بار همواره با یك ولتاژ تنظیم شده تغذیه می شود.به عبارت دیگر حتی زمانی كه برق شهر وجود دارد یكسو كننده شارژر و بخش های اینورتر فعال هست در حالت عادی هنگامی كه بار انرژی خود را دریافت می كند به خوبی در برابر اختلالات برق شهر محافظت می شود.

شماتیک سیستم یو پی اس آنلاین

چون یكسو كننده و اینورتر مانند یك سد در برابر نویز موجود در خطوط انتقال برق و نوسانات زودگذر ولتاژ عمل كرده و در نهایت یك ولتاژ خروجی كاملآ تثبیت شده را تامین می كنند.اگـر ولتــاژ ورودی از محدوده مجاز(مثل10%+ تا 20%-) تجاوز كند یا این كه كاملآ قطع شود .اینورتر با استفاده از انرزی باتری به كار خود ادامه می دهد انجام این مراحل به نحوی صورت می پذیرد كه هیچ وقفه ای به بار منتقل نشود زمانی كه انرژی باتری استفاده می شود اینورتر مانند زمان استفاده از برق شهر همان میزان رگولاسیون ولتاز را ارائه می كند و بار از طریق سوئیچ استاتیك به خروجی اینورتر متصل است.

منبع: ptd-co.com