یو پی اس چیست؟

UPS مخفف Un-interpretable Power Supply یا منبع تغیه بدون وقفه است.

یو پی اس دستگاهی الكترونیكی است به منظور تامین پیوسته انرژی برای دستگاه‌های مصرف كننده كه به اختلالات موجود در شبكه و قطع برق حساس بوده و به دلیل ضرورت و حساسیت‌های فوق العاده زیاد جزو تجهیزات حیاتی مجموعه‌های كامپیوتری،سیستم های امنیتی و دوربین های مداربسته،مخابراتی، كنترل و ابزار دقیق، ازمایشگاهی و بیمارستانی می‌باشند.

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 بخشهای 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.

در مورد دوربین های مداربسته و سیستم های امنیتی، با قطع جریان برق سیستم به طور کامل از کار می افتد و سبب بروز خطرات مالی و جانی جبران ناپذیر میشود.
ولی با نصب دستگاه یو پی اس 12V میتوان از بروز این اتفاقات جلوگیری کرد.

این دستگاه یو پی اس نام دارد و جهت استفاده كاربران، انرژی AC را به DC تبدیل می كند. لازم به ذكر است كه در مواقع قطع برق میتوان از ژنراتوهای AC جهت تغذیه دستگاه‌ها استفاده نمود ولی این منابع با توجه به مشكلاتی نظیر شناور بودن ولتاژ و فركانس، حجم بزرگ، الودگی صوتی، دودزا بودن، زمان طولانی وصل شدن بعداز قطع برق و لزوم سرویس و باز بینی دایمی عملا كاربردی در دستگاه‌های حساس ندارد. دستگاه‌های UPS با ابعاد كوچك و بدون نیاز به سرویس دایمی و بدون ایجاد آلودگی‌ها با تثبیت ولتاژ و فركانس، وسایل بسیار مناسبی جهت حفاظت سیستم‌ها در مقابل اختلالات برق شبكه می‌باشد.

به منظور افزایش مدت زمان برق ‌دهی در یو پی اس ها از كابینت باتری مجهز به باتری استفاده می‌باشد.

برخی از مشكلات موجود در برق شهر !

Power failure-1 : (قطع برق): عبارتست از قطع كامل جریان برق

2- power surge : (افزایش ولتاژ لحظه ای) : عبارتست از افزایش دامنه ولتاژ برق شهر برای چند سیكل متوالی

3- power sag : (افت ولتاژ لحظه ای) : عبارتست از كم شدن دامنه ولتاژ برق شهر برای چند سیكل متوالی

4- over voltage : (افزایش طولانی ولتاژ) : افزایش دامنه ولتاژ برق شهر برای مدت طولانی

5 – under voltage : (كاهش دامنه ولتاژ) : كاهش دامنه ولتاژ برق شهر برای مدت طولانی

6- spike/transient : (نوسانات شدید لحظه ای) : نوسانات سریع و ناگهانی ولتاژ

7- noise : (نویز الكتریكی) : معمولاً توسط منابع تغذیه كامپیوترها و یا امواج رادیویی و مغناطیسی ایجاد می شود .

8- frequency variation : (تغییرات فركانس) : تغییرات در فركانس برق شهر

9- Harmonics : (هارمونیكا) : یك موج اضافی با دانه كوچك كه فركانس آن مضربی از فركانس موج اصلی می باشد .

قسمت های اصلی تشكیل دهنده یك دستگاه یو پی اس:

  1. واحد یكسوساز: مبدل جریان متناوب به جریان مستقیم
  2. اینورتور: مبدل جریان مستقیم به جریان متناوب
  3. شارژر: واحدی برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم جهت شارژ نمودن باتری یو پی اس
  4. باتری: چندین سلول ذخیره سازی انرژی الكتریكی متصل به هم كه به عنوان منبع انرژی الكتریكی استفاده میشوند.

یو پی اس ها چند دسته هستند ؟

دسته بندی یو پی اس ها غالباً در سه قسمت انجام می شود.

1-Off line (آفلاین یا آماده به كار) : 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 عادی 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 .

فرق یو پی اس های آفلاین, لاین اینتراكتیو و آنلاین در چیست؟

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 (لاین اینتراكتیو یا در تعامل با خط) ,Off-line On-line قرار می گیرند. صرفنظر 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 شارژ 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 سوئیچهای استاتیك تكمیل می شود . البته در یو‌ پی اس های توان پایین این كار به وسیله رله انجام می گیرد .

سیستم 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 .


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

لازم به ذكراست 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 های 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.

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 + تا – 0 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 - تا +@ 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 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.

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.

زمان برق دهی دستگاه یو پی اس چقدر است ؟

زمان برق دهی یو پی اس به دو عامل بستگی دارد :

1- تعداد سیستم ها و میزان بار

2- ظرفیت باتری مورد استفاده

كه این زمان از 5 تا 7 دقیقه برای save اطلاعات و خاموش كردن سیستم شروع و تا بك آپ های بالا ادامه دارد .

انواع باتری های قابل استفاده در یو پی اس كدامند؟

باتری وسیله ای میباشد كه با تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الكتریكی، بین دو نقطه اختلاف پتانسیل الكتریكی به وجودآورده و سبب شارژ بارهای الكتریكی میشود.

  1. باتری سیلد اسید
  2. باتری نیكل كادمیم
  3. باتری لیتیوم
  4. باتری سیلور آلكالین
  5. باتری خشك
  6. باتری ژله ای
  7. ....

مناسب ترین باتری برای دستگاه های یو پی اس، باتری نوع سیلد اسید و نیكل كادمیم میباشند. باتری نوع سیلد اسید بیشتر با درپوش كاملا بسته كه نیاز به سرویس و نگهداری نگهداری ندارد و با ولتاژ 12 ولت استفاده می گردد.و باتری های نیكل كادمیم دارای قیمت حدود 4 تا 5 برابر باتری های سرب اسید میباشند كه در مقابل دارای طول عمر حدود 20 سال میباشند.

علت خرابی باطری ها:

  1. حرارت و دمای بالا و ناهمواری
  2. عدم شارژ باتری با ولتاژ مناسب
  3. معیوب شدن اتصالات درون سلولی
  4. خشك شدن باتری با از دست دادن الكترولیت
  5. عدم تعمییر و نگهداری مناسب باتری

عوامل موثر در طول عمر باتری:

  1. دمای محیط: ماكزیمم دمای مناسب 25 درجه سانتیگراد میباشد. به طوری كه اگر مقدار دما از 25 درجه بیشتر باشد به ازای هر 8.3 درجه عمر باتری 50 درصد كاهش پیدا میكند.
  2. باتری های الكتروشیمیایی
  3. چرخه شارژ و دشارژ باتری
  4. تعمیر و نگهداری

محاسبه باتری یو پی اس :

باتری یو پی اس ها دارای آمپراژ مختلف می باشند ، در زیر مشخص می نماییم كه چرا باتری با آمپراژ مختلف بوده و چه تعداد باتری برای وصل به دستگاه یو پی اس مورد نیاز است.

اولاً:

دستگاه های یو پی اس دارای استانداردهایی هستند كه چه تعداد باتری را می توان به دستگاه یو پی اس وصل كرد تا یو پی اس هنگام كار كردن خطایی نشان ندهد مثلا دستگاه یو پی اس داریم كه 40 عدد باتری را می توان بصورت سری به دستگاه وصل كرد.

دوماً:

بعد از مشخص شدن استاندارد دستگاه یو پی اس برای وصل باتری به ان بعد به سراغ آمپراژ مناسب باتری برای وصل به دستگاه یو پی اس می رویم:

نحوه ی محاسبه آمپراژ باتری به دو عامل مهم بستگی دارد.

1-      دستگاه یو پی اس كه استفاده می كنم قادر به شارژ باتری با آمپراژ مدنظر باشد.

2-      آمپراز باتری بیشتری به مدت زمان همان backup time دستگاه یو پی اس دارد. بعنوان مثال یو پی اس داریم كه مثلاً با 100 آمپر باتری به تعداد 40 عدد برای ما یك ساعت backup می دهد اگر ما بخواهیم مدت زمان برق دهی ما دو ساعت باشد در این حالت ما مجبوریم آمپراژ باتری مورد استفاده را دو برابر كنیم. همان:

100A*2=200A

پس ما باید به یو پی اس 40 عدد باتری 200 آمپری وصل كنیم تا 2 ساعت یو پی اس برای ما برق بدهد.

لذا نتیجه می گیریم هر چقدر آمپراژ باتری مورد استفاده مان بیشتر باشد در آن حالت مدت زمان برق دهی بیشتر خواهد شد.

چه وسایلی را نمی توان به یو پی اس وصل نمود؟

یو پی اس معمولا دستگاهی انعطاف پذیر است ، اما نوع خاصی از بارها هستند كه نباید آنها را به روش متدوال به یو پی اس وصل نمود ، این بارها عبارتند از :

 1-لامپهای فلورسنت یا لامپهای گازی

2-موتورها و كمپرسورها

3-دستگهاههای تهویه مطبوع

4-پرینترهای لیزری

هریك از این دستگاهها درحین كاركردن عادی و یا در لحظه روشن شدن ، جریان زیادی از منبع تغذیه خود می كشند جریان زیاد یو پی اس را به حالت اضافه بار می برد ، در نتیجه ولتاژ خروجی یو پی اس قطعاكاهش خواهد یافت و این امر سبب آسیب دیدن سایر قطعات و تجهیزات حساس می گردد مثلآ جریان راه اندازی موتورها معمولا بین 4 تا10 برابر مقدار نامی آن می باشد.

در صورتی كه بخواهیم از یو پی اس برای حفاظت از بارهایی با جــریان لحظه ای زیاد مــانند پرینتر های لیزری و موتورها استفاده كنیم ،یو پی اس مورد نظر باید از مشخصات الكتریكی قویتری برخوردار باشد.



مقالات مرتبط

دوربین مداربسته

دوربین مداربسته

دوربین مداربسته یا CCTV مخفف عبارت Closed Circuit Television می باشد که در واقع تعریفی از یک سیستم تلویزیونی است که در آن سیگنال ها به طور عمومی توزیع نشده و تحت نظارت هستند و در درجه اول برای اهدافی اعم نظارت و اهداف امنیتی مورد استفاده قرا می گیرند. ...

7

مهر

1397

رفع مشکلات دوربین IP

رفع مشکلات دوربین IP

مشکلات دوربینهای مداربسته می تواند با ترفندهای بسیار ساده شناسایی و برطرف شوند. علی رغم انجام درست همه چیز در هنگام نصب دوربینهای مداربسته بازهم ممکن است اشکالاتی در استفاده یا راه اندازی دوربینهای مداربسته تحت شبکه شما را آزار دهد ...

7

مهر

1397

OZiren UPS

OZiren UPS

سرانجام با تلاش های شبانه روزی مهندسان و تکنسین های مجموعه ازیرن،توانستیم محصولی قابل رقابت با تمامی نمونه های موجود در بازار را تولید کنیم. ...

7

مهر

1397

۱۰ نرم افزار برتر دوربین مداربسته که به آنها نیاز دارید! (پارت 1)

۱۰ نرم افزار برتر دوربین مداربسته که به آنها نیاز دارید! (پارت 1)

لیستی از بهترین نرم افزار های دوربین های مداربسته در سال ۲۰۱۹ ...

7

مهر

1397

نظرات کاربران
5/5 1 0 0