یو پی اس چیست؟

یو پی اس چیست ؟ منبع تغذیه بدون وقفه (Uninterruptible power supply) دستگاهی است متشکل از قطعات حالت جامدکه بین منبع برق ورودی و بار وصل شده قرار دارد و از بروزاختلافات برق ورودی ( برق شهر ) از جمله قطع کامل آن جلوگیری می کند. چند ویژگی مهم در تمامی یو پی اس ها مشترک است. همه آنها دارای باتری هستند و تا زمانی که برق شهر وصل است، انرژی را در باتریها ذخیره می کنند و پس از قطع برق شهر انرژی باتری را به جریان متناوب (AC) تبدیل میکنند.

آیا می‌دانستید که هر 60 ثانیه، یک سرور به دلیل قطع برق دچار خرابی می‌شود؟ در دنیای امروز، جایی که تجهیزات الکترونیکی و اطلاعات دیجیتال نقش حیاتی در زندگی روزمره ما دارند، قطعی برق می‌تواند خسارت‌های جبران‌ناپذیری به همراه داشته باشد. از این رو، سیستم‌هایی مانند یو پی اس (UPS) برای جلوگیری از توقف ناگهانی و محافظت از دستگاه‌ها در برابر نوسانات و قطعی برق طراحی شده‌اند. در این مقاله، به‌طور کامل به بررسی این سیستم‌های حیاتی خواهیم پرداخت و خواهیم گفت که چرا امروزه هر خانه، دفتر و مرکز داده به یک یو پی اس نیاز دارد. پس با ما همراه باشید تا تمامی ابعاد این تکنولوژی مهم را بشناسید.

بنابراین تمام سیستمها دارای شارژ باتری و مدار اینورتر می باشند. همچنین تمام انواع UPS دارای یک سیستم Bypass هستند که همراه با یک سوئیچ در خروجی وسیله ارتباط با بارمصرفی (Load) را جهت تغذیه مستقیم از برق شهر فراهم می کنند. در بسیاری از موارد مدار سوئیچ خروجی با به کاربردن سوئیچهای استاتیک تکمیل می شود. اما در یو پی اس هایی که از توان پایین تری برخوردارند، این کار به کمک رله انجام می گیرد.

یو پی اس چیست؟

یو پی اس (UPS) مخفف عبارت Uninterruptible Power Supply به معنای منبع تغذیه بدون وقفه است. این سیستم‌ها به منظور تأمین برق پایدار و محافظت از دستگاه‌ها در برابر نوسانات و قطعی برق طراحی شده‌اند. در ادامه، جزئیات مربوط به سیستم یو پی اس، عملکرد، اجزا و کاربردهای آن را بررسی خواهیم کرد.

سیستم یو پی اس چیست؟

سیستم یو پی اس یک دستگاه الکترونیکی است که وظیفه آن تأمین برق اضطراری برای تجهیزات حساس است. این سیستم‌ها با استفاده از باتری‌های داخلی و مبدل‌ها، در زمان قطع برق یا بروز نوسانات، ولتاژ پایدار را فراهم می‌کنند. یو پی اس‌ها معمولاً در سرورها، تجهیزات پزشکی، مراکز داده و حتی منازل مسکونی استفاده می‌شوند.

کار یو پی اس چیست؟

یو پی اس برای جلوگیری از قطع برق ناگهانی و تأمین انرژی در مواقع ضروری طراحی شده است. کارکرد اصلی آن در زمان قطع برق این است که برق اضطراری برای دستگاه‌های متصل تأمین کند تا از آسیب‌های احتمالی جلوگیری شود. در واقع، یو پی اس با استفاده از باتری‌های داخلی خود، برق را ذخیره کرده و در زمانی که برق شهری قطع می‌شود، این انرژی را به دستگاه‌های متصل می‌دهد.

این دستگاه‌ها همچنین در برابر نوسانات و افت ولتاژ محافظت کرده و از خرابی‌های احتمالی جلوگیری می‌کنند. به‌طور کلی، یو پی اس‌ها سه وظیفه اساسی دارند:

1. تأمین برق اضطراری: در زمان قطع برق، یو پی اس به‌طور خودکار وارد عمل می‌شود و برق اضطراری تأمین می‌کند.
2. محافظت در برابر نوسانات: یو پی اس از تجهیزات در برابر نوسانات ولتاژ و برق اضافی محافظت می‌کند.
3. ذخیره انرژی: ذخیره برق برای استفاده در مواقع ضروری از دیگر وظایف این سیستم‌هاست.

انواع یو پی اس ها

یو پی اس‌ها در انواع مختلفی تولید می‌شوند که هر کدام برای کاربردهای خاص طراحی شده‌اند. انواع یو پی اس‌ها عبارتند از:

1. یو پی اس آنلاین (Online UPS): در این نوع یو پی اس، برق از باتری به‌طور مداوم تأمین می‌شود و تنها در زمان قطعی برق سیستم به‌طور خودکار وارد عمل می‌شود.
2. یو پی اس آفلاین (Offline UPS): در این نوع یو پی اس، سیستم در حالت عادی به‌طور مستقیم از برق اصلی تأمین می‌شود و در صورت قطع برق، یو پی اس وارد عمل می‌شود.
3. یو پی اس تعاملی (Line-Interactive UPS): این نوع سیستم ترکیبی از دو نوع قبلی است و قادر به اصلاح نوسانات برق به‌صورت خودکار است.

انواع  یو پی اس ها از لحاظ ساختار

 یو پی اس ها از لحاظ ساختار طراحی به سه بخش تقسیم می شوند:

• Off – line
• On – line
• Line interactive

یو پی اس های off – line

در این مدل از یو پی اس ها،بارهای حساس از مسیر Bypass انرژی دریــافت می کنند و درصورت قطع شدن تغذیـه ی مسیر Bypass و یا قرار گرفتن ولتاژ آن خارج از محدوده قابل قبول و مجاز، مسیر اینورتر،جایگزین خواهد شد. اما هنگام عملکرد عادی یو پی اس، اگر اختلالی در محدوده ی مجاز ولتاژ Bypass رخ دهد به بار منتقل خواهد شد. لازم به توضیح است که در بسیاری از این مدل یو پی اس ها، در مسیر Bypass آنها فرکانس های رادیویی (RF)وجود دارد که تا حدودی از افزایش شدید و ناگهانی ولتاژ (spike ) جلوگیری می کند.

در شرایط عدم قطع برق شارژ شدن باتری به طور مداوم صورت می گیرد تا باتریها در هنگام قطع برق آماده باشند. در برخی از یو پی اس ها ممکن است اینورتر خاموش باشد تا راندمان کلی دستگاه افزایش یابد، اما به منظور عملکرد سریع قسمتهای کنترل الکترونیکی آن، اینورتر همواره فعال است.
اگر ولتاژ Bypass از حداقل مجاز کمتر شود، اینورتر بلافاصله شروع به کار کرده و بار به وسیله سوئیچ استاتیک(یا رله خروجی ) به اینورتر منتقل می شود با توجه به این که مراحل انتقال پس از قطع ولتاژ Bypass آغاز می شود وقفه ای در تامین انرژی بار روی می دهد که اجتناب ناپذیر است، با توجه به اینکه این وقفه کوتاه و به اندازه ۱۰~۲میلی ثانیه است، اکثر بارها به نحو مطلوب و بی آنکــه دچار خرابی شـوند، این وقفه را پشت سر می گذارند و با عادی شدن وضغیت برق شهر، بار مجددا به مسیر Bypass منتقل می شود.

عیب یابی یو پی اس نیز توسط متخصصان ما انجام میشود.

یو پی اس های On-Line

اولین تفاوت بین این مدل یو پی اس با یو پی اس های off-line در این است که شارژ باتری با بخش”یکسو کننده / شارژر”تعویض شده است. بخش “یکسو کننده/شارژر” ممکن است از دو قسمت جداگانه یا یک بلوک قدرت کامل تشکیل شده باشد. زمانیکه برق شهر در جریان است این بخش باطری را شارژ و انرژی اینورتر را توسط یک ولتاژ DC ثابت تامین می کند. در صورتی که برق ورودی (برق شهر) قطع شود شارژ خاموش شده و انرژی DCاینورتر توسط باتری تامین می شود و از این زمان باتری کم کم خالی می شود. این نوع یو پی اس که اصطلاحا یو پی اس Double Conversion نیز نامیده می شود بالاترین میزان امنیت را ارائه می دهد، به دلیل اینکه بار همواره با یک ولتاژ تنظیم شده تغذیه می شود.

به عبارت دیگر حتی زمانی که برق شهر وجود دارد، یکسو کننده شارژر و بخش های اینورتر فعال می باشد و در حالت عادی هنگامی که بار انرژی خود را دریافت می کند به خوبی در برابر اختلال برق شهر محافظت می شود. چون یکسو کننده و اینورتر مانند یک سد در برابر نویزهای موجود در خطوط انتقال برق و نوسانات زودگذر ولتاژ عمل کرده و در نهایت یک ولتاژ خروجی کاملا” تثبیت شده را تأمین می کند. اگـر ولتــاژ ورودی از محدوده مجاز(مثل۱۰%+ تا ۲۰% ( تجاوز کند یا این که کاملا” قطع شود، اینورتر با استفاده از انرژی باتری به کار خود ادامه میدهد. انجام این مراحل به نحوی صورت می پذیرد که هیچ وقفه ای به بار منتقل نشود زمانی که انرژی باتری استفاده می شود اینورتر همانند زمان استفاده از برق شهر همان میزان رگولاسیون ولتاژ را ارائه می کند و بار از طریق سوئیچ استاتیک به خروجی اینورتر متصل است .

یو پی اس های لاین اینترکتیو

در این مدل یو پی اس ها به دلیل اضافه شدن سیستم تنظیم ولتاژ در مسیرBypass ، عملکرد بهتری نسبت به سری Off-line دارند. دو مدل از متـداولترین مدل های این نوع یو پی اس،مجهز به ترانس Buck/Boost وترانس  ferrorvesonat  می باشد.همانند مدلهای Off-Line ،یو پی اس های Line-Interactive ،بار خــود را از طـریق مسیرBypass تغذیه می کند و به هنگام قطع برق شهر ،آن را به اینورتر انتقال می دهد. در مقایسه ی باتریها ، شارژر و مدار اینورتر،نیز با سیستم Off-Line شبیه است اما به خاطر اضـافه شدن مدار تنظیم ولتاژ در مسیر Bypass بار کمتری به اینورتر منتقل می شود . بنابراین چنین سیستمی تاثیر بیشتری درکاهش هزینه ها داشته و عمر مفید باتری در مقایسه با Off-Line بیشتر می شود.

مزایای استفاده از UPS

استفاده از یو پی اس مزایای فراوانی دارد که شامل موارد زیر می‌شود:

1. محافظت از دستگاه‌ها: یو پی اس‌ها از آسیب‌های ناشی از نوسانات برق و قطعی آن جلوگیری می‌کنند. این ویژگی به‌ویژه برای دستگاه‌های حساس مانند سرورها، کامپیوترها و تجهیزات پزشکی حیاتی است.
2. افزایش عمر تجهیزات: نوسانات برق می‌تواند باعث خرابی سریع دستگاه‌ها شود. یو پی اس‌ها این نوسانات را کاهش داده و عمر تجهیزات را افزایش می‌دهند.
3. حفاظت از اطلاعات: در صورت قطع برق، یو پی اس اجازه می‌دهد که کاربر اطلاعات خود را ذخیره کند و از دست رفتن داده‌ها جلوگیری کند.
4. حفظ پایداری سیستم: یو پی اس‌ها به سیستم‌ها و دستگاه‌ها این امکان را می‌دهند که بدون وقفه به کار خود ادامه دهند.

چرا به UPS نیاز داریم؟

دلایل نیاز به یو پی اس به شرح زیر است:

• قطع ناگهانی برق: در زمان بروز قطعی، یو پی اس از دستگاه‌ها محافظت کرده و وقفه در عملکرد آن‌ها را کاهش می‌دهد.
• نوسانات برق: نوسانات می‌توانند به تجهیزات الکترونیکی آسیب جدی وارد کنند.
• حفاظت از اطلاعات: در سیستم‌های ذخیره‌سازی داده، یو پی اس از از دست رفتن اطلاعات جلوگیری می‌کند.
• افزایش بهره‌وری: یو پی اس مانع از اختلال در کار روزمره شده و راندمان سیستم را حفظ می‌کند.

اجزای سازنده یو پی اس

سیستم یو پی اس از چندین جزء کلیدی تشکیل شده است که هر کدام نقش مهمی در عملکرد این دستگاه دارند:

اهمیت یو پی اس در دنیای مدرن

در نهایت، می‌توان گفت که یو پی اس نه تنها یک وسیله کاربردی بلکه یک نیاز ضروری در دنیای امروز است. از جلوگیری از آسیب به دستگاه‌های حساس گرفته تا حفظ اطلاعات حیاتی و جلوگیری از توقف سیستم‌ها، این دستگاه‌ها در هر زمینه‌ای که وابسته به برق پایدار باشد، نقش حیاتی ایفا می‌کنند. اگر به دنبال اطمینان از عملکرد بی‌وقفه دستگاه‌های خود و محافظت در برابر نوسانات برق هستید، استفاده از یو پی اس یک انتخاب منطقی و ضروری است. با توجه به تنوع مدل‌ها و کاربردهای مختلف، انتخاب یو پی اس مناسب برای نیازهای شما می‌تواند تفاوت زیادی در بهبود عملکرد سیستم‌ها و افزایش عمر تجهیزات ایجاد کند. پس هم‌اکنون زمان آن رسیده که از مزایای این تکنولوژی بهره‌مند شوید و از مشکلات ناشی از قطع برق در امان بمانید.

مدل های یو پی اس های Line – Interactive

•  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 که هر دو سطح پایین و بالای ولتاژ مسیرBypass را به طور مناسب پوشش داده و بدین طریق ولتاژ خروجی یو پی اس را به اندازه ولتاژ مورد نیاز محدود می کند . این بدین معناست که محدوده ولتاژ مجاز ورودی (بدون نیاز به عملکرد اینورتر) افزایش می یابد.یک یو پی اس در این رده بندی می تواند با دامنه ولتاژ ورودی بین +%۲۰ تا – %۳۰ فراتر از محدوده ولتاژ نامی و با استفاده از مسیر Bypass ، ولتاژ بار خود را تامین کند.

• ترانس فرورزنانس

عملکرد 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 الکتریکی انجام می دهد و به ازای تغییر در ولتاژ ورودی از -%۴۰ تا +%۲۰ خروجی تنها ۳%+ مقدار نامی تغییر خواهد کرد. همچنین این ترانس با ذخیره سازی انرژی ، برق مورد نیاز کامپیوترها را در زمان قطع کامل برق برای مدت کوتاهی تامین می کند تا اینورتر شروع به کار کند.بنابراین بدون ایجاد وقفه در جریان برق ؛ بار بین مسیر Bypass به اینورتر منتقل شده و یو پی اس عملاً به یک سیستم واقعی On-Line تبدیل می شود که در خروجی آن وقفه ای دیده نمی شود.

•  Bi- directional power converter

Bi- directional power converter تنها یک بلوک جایگزینی یکسو کننده ( شارژر ) و مدار اینورتر می شود ، خیلی سریع تغییر حالت داده و به عنوان یک مدار اینورتر عمل می کند.همچنین از این نوع طراحی می توان در مدار Buck/Boost یا در هر کدام از سیستم های مختلف Line-interactive استفاده کرد. علاوه بر خدمات یو پی اس، مجموعه کیان صنعت به عنوان نمایندگی استابلایزر در زمینه فروش و خدمات استابلایزر هم فعال است.

برق یو پی اس چیست؟

برق تولید شده توسط یو پی اس به‌طور معمول از نوع برق متناوب (AC) است که پس از تبدیل شدن از برق مستقیم (DC) به انرژی ذخیره‌شده در باتری‌ها، به تجهیزات متصل ارسال می‌شود. این برق کاملاً پایدار است و در هنگام قطعی یا نوسانات برق از قطع شدن ناگهانی برق جلوگیری می‌کند.

برق یو پی اس به‌طور معمول در موارد زیر استفاده می‌شود:

• تأمین برق اضطراری: هنگام قطع برق اصلی، یو پی اس برق را برای تجهیزات تأمین می‌کند.
• حفاظت از تجهیزات: در برابر نوسانات برق، یو پی اس برق با کیفیت و پایداری را فراهم می‌کند.

یو پی اس آسانسور چیست؟

یو پی اس آسانسور یک سیستم برق اضطراری است که برای جلوگیری از توقف آسانسور در زمان قطع برق طراحی شده است. این سیستم به‌طور خاص برای تأمین برق آسانسورهای تجاری و مسکونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زمان قطع برق، یو پی اس آسانسور به‌طور خودکار وارد عمل می‌شود و برق اضطراری را تأمین می‌کند تا آسانسور به نزدیک‌ترین طبقه حرکت کرده و از بروز مشکل و گیر کردن افراد در داخل آن جلوگیری شود.

این سیستم‌ها معمولاً در ساختمان‌های بلندمرتبه، هتل‌ها و بیمارستان‌ها که دسترسی به برق برای آسانسور ضروری است، استفاده می‌شوند. در صورتی که قطع برق به‌طور موقت باشد، یو پی اس امکان حرکت آسانسور به نزدیک‌ترین طبقه را فراهم می‌کند.

یکی از کاربردهای حیاتی یو پی اس در آسانسورها است. یو پی اس آسانسور به‌منظور جلوگیری از توقف ناگهانی آسانسور در زمان قطعی برق طراحی شده است. این سیستم:

• امکان ادامه حرکت آسانسور به نزدیک‌ترین طبقه را فراهم می‌کند.
• مانع از محبوس شدن افراد در داخل آسانسور می‌شود.
• ایمنی و راحتی کاربران را در شرایط اضطراری تضمین می‌کند.