انواع دستگاههای تامین برق بدون وقفه

اکثرمردم میدانند که
ups
وجود دارد ولی بنظرمیرسد که آنها فکرمیکنند فقط یک نوع ازاین وسیله وجود دارد. درواقع چندین طرح اصلی برای استفاده درمدلهای گوناگون
ups
وجود دارد. فروشندگان این وسیله ازاین وضعیت ابراز تاسف میکنندزیرا غالباً انواع مختلف
ups
همگی با یک نام عمومی نامیده میشوند.(اگرچه معمولاًقابل تشخیص است که یک مدل خاص
ups
از چه نوعی میباشد)

این بخش نگاهی به انواع
ups
دارد. اصول طراحی آنها را به بحث میگذارد و تلاش میکند تا مقایسه ای بین آنها داشته باشد تا به شما کمک کند که آنها را بهتر بشناسید.

توجه:

علاوه برانواعی که من اینجا پوشش میدهم،انواع دیگری نیز وجود دارد.برخی از آنها واحدهای ترکیبی میباشد که اینجا مورد بحث قرار میگیرد ولی تمامی واریانت ها را مورد بررسی قرار نمیدهم فقط انواع مشهور ومتداول مورد بحث قرار میگیرند.

تمام
ups
های موجود در سه دسته عمومی زیر قرار میگیرند:

UPS stand-by operation.1

2.UPS line-interactive operation

3.UPS double conversion

مدل سوم معمولاً بنام
ups online
نیز نامیده میشود.

یو-پی-اس با اینورتر غیرفعال آماده به کار (یو-پی-اس های 



Stand-by



)

یو-پی-اس استندبای ساده ترین و ارزانترین نوع
ups
میباشد. درواقع برخی افراد اصولاً این دستگاه را جزو
ups
به حساب نمی آورند وبجای آن از لفظ “دستگاه تامین برق جانشین” استفاده میکنند. اگرچه بسیاری از مشتریها دربازارآن را بعنوان
ups
ارزیابی میکنند بخصوص زمانی که بحث بودجه ومعیار خرید مطرح میشود معمولاً ازاین
ups
استفاده میکنند.

این
ups
ها گاهی بنام
offline ups
نیز خوانده میشوند تا بتوان آنها را از
online ups
تمیز داد.

این
ups
به نام استند بای نامیده میشود زیرامعمولاً باتری و اینورتر انرژی برق را به دستگاه نمیرسانند.شارژرباتری ازبرق شهربرای شارژباتری استفاده میکند و باتری و اینورتر درحالت آماده باش قراردارند تا زمانیکه به آنها احساس نیاز شود.

وقتی که برق شهر قطع میشود سوییچ انتقالی، مدار را روی منبع تامین ثانویه می اندازد و هنگامیکه برق شهروصل شد مجدداً به حالت قبل بازمیگردد.

برق بدون وقفه ” width=”430″ height=”129″ border=”0″ title=”آماک | یو پی اس | انواع دستگاههای تامینبرق بدون وقفه “>

یک بلوک دیاگرام ساده از یو-پی-اس استند بای.مداربرق شهر مجهز به فیلتر و محدودکننده ولتاژهای اضافی میباشد تا درمقابل پارازیت های خط و دیگر مشکلات مقاوم باشد وباعث تغییر به حالت استفاده از باتری نشود. این شکل یک مثال از یوپی اس استند بای می باشد و ممکن است مدلهای دیگری نیز موجود باشند.

علیرغم اینکه این دستگاه کمترین محبوبیت را بین
ups
ها دارد ولی کماکان یک
ups
است وکمک زیادی برای اغلب استفاده کنندگان میباشد.

گذشته از آن، اگر یو-پی-اساستندبای کارآیی نداشت، فروخته نمیشد.اگر چه برای یک حالت بحرانی مانند اتصال به یکسرور مهم معمولاً استفاده نمیشود.

هدف ازبکارگیری این
ups
اینست که وقتی برق شهر قطع شد،اتصال به باتری خیلی سریع( ولی نه بلافاصله) انجام گیرد.برای انجام این سوییچینگ تاخیری درحدود کسری ازثانیه اتفاق می افتد که به آن زمان سوییچینگ یا زمان انتقال میگویند.

اگرچه بندرت ولی ممکن است که زمان سوییچینگ برای ادامه کارکرد بدون وقفه کامپیوترکافی نباشد.هرچند که این اتفاق معمولاً نمی افتد وهیچ خریداری از خرید این دستگاهها احساس ناراحتی نمیکند با این وجود شما باید زمان انتقال دستگاه را با زمان نگاهداری  
ups
خود ( زمانی که به شما میگوید 
ups
مزبورچه زمانی قادراست ورودی خود را جداشده نگاهدارد قبل از اینکه کاملاً قطع شود) مقایسه کنید. اگرزمان انتقال بسیارکمتراززمان نگاهداری بود،
ups
احتمالاً برای شما کار خواهد کرد.

برخی ازمشکلات برق شهر مانند ولتاژ پایین آن، زمان نگاهداری
ups
را کاهش میدهد.

Ups
های
standby 
معمولاً تا اندازه توان ۱۰۰۰ ولت آمپروجود دارند.

اخطار: اگر از
ups
استند بای استفاده میکنید مطمئن شوید که وسیله شما دارای ویژگی محدود کننده ولتاژهای گذرای اضافی وهمچنین فیلترینگ مناسب برای مواقع لازم میباشد(همانطورکه دردیاگرام بالا نشان داده شده است) درغیر اینصورت درشرایط نرمال (برای مثال زمانی که شما قطعی برق را تجربه نکرده اید) سیستم شما بطورطبیعی مستقیماً به برق شهر متصل خواهد بود.

فرورزونانت:

فرورزونانت ها، بهبودی در طراحی یو-پی-اس
Standby
به حساب می آید.همانند یو-پی-اس استندبای، باتری و اینورتردرحالت آماده باش قراردارند تا به آنها احساس نیازشود. تفاوت عمده درسوییچ انتقال که منابع انرژی را جابجا میکند میباشد که در این نوع با یک ترانسفورماتور
Ferro resonant
تعویض شده است.

برق بدون وقفه ” width=”450″ height=”137″ border=”0″ title=”آماک | یو پی اس | انواع دستگاههای تامین برق بدون وقفه “>

یک بلوک دیاگرام از یوپی اس استند بای با ترانسفورماتور برق شهر فیلتر نشده است
زیرا این امکان توسط
ترانسفورماتور فراهم آمده است.مدارقدرت ثانویه (باتری
)
لزوماً مانند یوپی اس
استند-بای میباشد
.

یک ترانسفورماتورشامل یک هسته فلزی است که دورآن دو سیم پیچ پیچیده شده است.وقتی که جریان از یک سیم پیچ عبور میکند به صورت مغناطیسی به سیم پیچ دیگر کوپل میشود وجریان به سیم پیچ دوم القا میگردد.ترانسفورماتورها معمولاًبرای تغییر ولتاژبرق متناوب استفاده میشوند اگر چه خاصیت دیگر ترانسفورماتوراینست که مشکلات برق خروجی از ورودی خودرا تصحیح میکند و آنها را به خروجی خود منتقل نمیسازد.همین خاصیت آنها را برای استفاده بعنوان فیلتر خط وتثبیت کننده مولفه ها دریک
ups
مناسب ساخته است.

اگرچه ترانسفورماتوری که در این نوع
ups
بکاررفته یک ترانس معمولی نیست زیرا همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است دارای سه سیم پیچ میباشد.دو سیم پیچ بعنوان ورودی ازمنابع اصلی و فرعی میباشند وسیم پیچ سوم خروجی است. این به ترانسفورماتوراجازه میدهد که خود بعنوان یک سوییچ عمل کند زیرا هرکدام ازمنابع ورودی عمل کنند،خروجی ترانس انرژی خود را میگیرد (سوییچ انتقال در شکل بالا اتصال خط نیرو را زمانی که برق میرود قطع میکند)

بعلاوه چون هسته ترانس
Ferro resonant
انرژی را درمیدان مغناطیسی خود ذخیره میکند، درحالتیکه منبع اصلی نیرو قطع میشود و سوییچ مجبوراست که سیستم را روی منبع دوم انرژی( باتری) بیندازد مانند یک سپرعمل میکند. برای کسری ازثانیه خروجی ترانس بدون نیاز به انرژی ورودی عمل خواهد کرد(با استفاده از انرژی داخل ترانس). این انرژی ذخیره شده بطور چشمگیری شانس تحت تاثیرقرار گرفتن وسایل حفاظت شده را درزمان تغییرازمنبع اصلی انرژی به منبع دوم کاهش خواهد داد.

Ups
های باترانسفورماتورمعمولاً تا اندازه قدرت ۱۵۰۰۰ ولت آمپرموجود میباشند که همین امرآنها را حتی برای بزرگترین سرورها مناسب میسازد.زمانی این
ups
یکی ازمتداولترین طرحها بود و هنوز هم توسط برخی سازندگان ساخته میشود در حالیکه برخی نیزساخت این طرح را رها کرده اندومدعی هستند که این نوع
ups
کارآیی ندارد. درعوض توجه خود را به
ups
های
online
در محدوده ۱۰۰۰ ولت آمپر وبالاتر معطوف کرده اند.

Ups



های 



Line-interactive

این
ups
ها به لحاظ طراحی با تمام مدلهای
standby
متفاوت میباشند.

در این مدل شارژرباتری مستقل،اینورتروسوییچ تبدیل منبع انرژی تماماً باترکیبی از یک اینورتر و کانورتر جایگزین شده است که هر دو، باتری را شارژ و انرژی آنرا به
AC
جهت خروجی
ups
در موارد نیاز تبدیل میکنند.زمانی که برق شهر فعال است اینورترو کانورترباتری راشارژمیکنند وزمانی که برق شهرقطع شد این مجموعه به عنوان رزروعمل میکند.

برق بدون وقفه ” width=”450″ height=”158″ border=”0″ title=”آماک | یو پی اس | انواع دستگاههای تامین برق بدون وقفه “>

یک طرح شماتیک از

Line-interactive ups

.اکثر مداربندی یو-پی-اس استندبای باترکیبی از اینورتر وکانورترتعویض شده است که این مجموعه وظیفه شارژ باتری، تبدیل انرژی وتعیین شرایط خروجی را بعهده دارد. این شکل مثالی از یوپی اس های لاین اینترکتیو است و ممکن است مدلهای دیگری هم وجود داشته باشد

نقطه قوت این طرح اینست که اینورتر و کانورتر همیشه به خروجی متصل هستند وانرژی تجهیزات مربوطه را تامین میکنند.

این طرح درمقابل قطع انرژی منبع اصلی، عکس العمل سریعتری نسبت به مدل
standby
دارد.

اینورتر و کانورتر معمولاً توسط یک مداربه هم مربوط میشوند وپارازیت های برق را فیلترکرده،ولتاژهای کوتاه مدت ونوک تیز
spike 
 را تعدیل نموده وهمچنین انرژی خروجی را تنظیم میکنند همچنین انرژی اضافه ای را هنگام کاهش جریان فراهم نموده وولتاژهای اضافی گذرا درخروجی را کوتاه میکنند.

Line-interactive ups
یک طرح پیشرفته است که بطورمعمول درتجهیزات خانگی و تجاری مورد استفاده قرار میگیرد وتا اندازه توان ۳۰۰۰ ولت-آمپرموجود میباشد. این
ups
برتراز
standby ups
است ولی هنوز دارای یک زمان انتقال است وبه همین دلیل به خوبی
ups
های
online
عمل حفاظت را انجام نمیدهد.

Online UPS



(یو-پی-اس با دو مرحله تبدیل)


نکته
:
Online
در زبان انگلیسی به معنی متصل به خط می باشد که برای جلوگیری از اشتباه استاندارها خواسته اند که حتی الامکان از این لفظ استفاده نشود. با توجه به اینکه در زبان فارسی در این مورد هیچ اشتباهی پدید نمی آید برای جلوگیری از تشویش ذهن ما همچنان از لفظ
online
استفاده می کنیم.

این
ups
که گاهی بنام تبدیل مضاعف
(double conversion) 
 نیز نامیده میشود، بهترین نوعی نیست که شما میتوانید خریداری نمایید، زیرا با پیشرفت یوپی اس های
Line-Interactive
و با توجه به بازده پایین یوپی اس های
Online
نسبت به آنها، امروزه بسیاری از مردم علاقه خود را به این نوع یوپی اس از دست داده اند. جالب اینکه این
ups
درعین تشابه بسیارزیاد به
standby ups
 که ارزانترین یوپی اس است عملکردی کاملاً متفاوت با آن دارد. تشابه از این بابت که این
ups
نیزهمان دو منبع انرژی رادارد وکاملاً متفاوت از این بابت که دراین
ups
سوییچ انتقال برای قطعی درخروجی اینورتر درمواقع اضطراری برگردانده شده است.

این شکل یک طرح شماتیک از
online ups
است و ممکن است مدلهای دیگری هم موجود باشد. همانطورکه ملاحظه میکنید این دیاگرام کاملاً مشابه
standby ups
میباشد غیر ازاینکه مسیرهای منابع اولیه وثانویه نیرو عوض شده اند. دراینجا باتری منبع اولیه انرژی میباشد

درشرایط عادی این
ups
ازباتری واینورترمربوطه استفاده میکند درحالیکه خط نیرو، شارژرباتری را تغذیه میکند. به همین دلیل است که این
ups
گاهی بنام
double conversion
ویا یو-پی-اس آن-لاین باتبدیل مضاعف (دوگانه) نامیده میشود.حاصل این طرح اینست که درشرایط قطع ناگهانی برق، هیچ زمان انتقالی مشاهده نخواهد شد.زیرا در شرایط قطع برق، اینورتر(و بار مربوطه) به کار خود ادامه خواهد داد و فقط شارژرباتری ازکارخواهد افتاد.

در قبال قطع برق ،عکس العمل کامپیوترو یا لپ تاپی که انرژی خود را از یک
online ups
دریافت میکنند مشخص است.آنها بدون وقفه به کار خود ادامه میدهند. تنها اتفاقی که می افتد اینست که باتری تضعیف میشود زیرا در اینحالت شارژری برای شارژ آن وجود ندارد.ممکن است شما ازخود بپرسید وقتی که همیشه ازباتری استفاده میکنیم پس دلیل وجود مسیری برای سوییچ انتقال(مسیری که در دیاگرام بالا بانقطه چین نمایش داده شده است) چیست؟ پاسخ اینست که این مسیر پشتیبانی لازم را برای مواقعی که اینورترازکارمی افتد ویا دراثربرخی مشکلات داخلی درکارآن وقفه حاصل میشود، فراهم مینماید.هرچند غیرمعمول است ولی به هرحال این اتفاق ممکن است بیفتد و در این حالت، سیستم به مسیرشامل محدود کننده ولتاژهای اضافی وفیلتر، سوییچ خواهد شد.در اینحالت

“زمان انتقال” دوباره موضوعیت پیدا خواهد کرد دقیقاً مانند حالتی که یک یو-پی-اس استندبای در مقابل قطع برق عکس العمل نشان میدهد. البته باید دقت کرد که قطع برق بسیار متداولترازقطع
ups
میباشد. دیگرمزیت اصلی استفاده ازباتری دربیشترزمانها اینست که فرآیند تبدیل مضاعف (
(double conversion
انرژی خروجی را بطور کامل ازانرژی ورودی جدا میکند.هراغتشاش وکثیفی احتمالی (غیر از مولفه های
DC
و برخی ازپارازیت های معمول که فقط دریوپی اس های بدون ترانسفورماتور اتفاق می افتد) که ازبرق شهروارد شود فقط برروی شارژرباتری تاثیرمیگذارد نه برروی خروجی های
ups
.

اگرچه ممکن است ازروی دیاگرام بالا مشخص باشد که یو-پی-اس های آن-لاین و استندبای دارای مولفه های مشابهی میباشند ولی باید دقت نمود که تفاوت عمده ای درطراحی شارژرها واینورترهایی که معمولاً هیچ کاری انجام نمیدهند وممکن است فقط در هر ماه به مدت چند دقیقه بکار بیفتند با آنهاییکه هرروز ۲۴ ساعت کامل روشن هستند تا عمر آنها به پایان برسد وجود دارد. تفکر مهندسی وافزایش اندازه وکیفیت مولفه های ترکیب شده درساخت یک
online ups
باعث افزایش قیمت قابل توجه این
ups
ها نسبت به بقیه انواع آن میشود.این
ups
ها معمولاً برای سرورهای بزرگ وهمچنین پشتیبانی ازقطعات تجهیزات مراکزداده پردازی بکار میروند. معمولاً این
ups
ها از اندازه قدرت ۵۰۰۰ ولت-آمپرتا صدها وهزاران ولت-آمپروحتی بزرگترموجود میباشند.