کاربرد UPS چیست؟ + بررسی انواع باتری یو پی اس (UPS)

یو پی اس (UPS) چیست؟

یو پی اس ها تثبیت کننده ولتاژ هستند و دارای فیلتر های الکترونیکی و الکتریکی جهت حذف نوسان و نویز برق می باشند و برقی یکنواخت به مصرف کننده ارسال می کنند، یو پی اس(UPS) دارای باتری برای زمان خاموشی و نبود برق است. استفاده از یو پی اس بستگی به نیاز مصرف کننده دارد، برای بیمارستانها و آزمایشگاهها و مکان هایی که در آن نیاز مبرم به برق بوده و قطع برق امکان بروز خسارتهای جبران ناپذیری را دارد؛ استفاده از یو پی اس توصیه میشود.

UPSها جریان برق را برای یک مدت کوتاه که اغلب ۱۵ دقیقه به طول می انجامد را برای وسایل برقی وقتی برق میرود فراهم می کند و این امر باعث می شود که شما این شانس را داشته باشید که فایل های باز را در کامپیوتر ذخیره کنید و سپس کامپیوتر خود را خاموش کنید تا به یکباره کامپیوتر شما خاموش نشود و فایلهای باز محو نگردند.

دستگاه محافظ یو پی اس، فقط دارای یک برد الکترونیکی می باشد که به هنگام بالا و یا پائین بودن ولتاژ برق شهر از حدتعریف شده برق را قطع می نماید و نیز یک مدار تاخیر جهت وصل مجدد برق شهر با زمان معین می باشد که این سیستم به دلیل ابتدایی بودن آن محافظ مطمئن و کاملی برای دستگاههای مصرف کننده نمی باشد. یوپی اس مخفف عبارت (Uninterruptible Power Supply) و به معنی منبع تغذیه بدون وقفه است. این دستگاه برق مورد نیاز برای استفاده دستگاه هایی مانند کامپیوتر، ادوات پزشکی و تجهیزات امنیتی، بانکها، بیمارستانها، دستگاه های جراحی و دندان پزشکی و ATM را مستقل از اینکه برق ورودی وجود داشته باشد یا خیر برای مدت محدودی تامین می کند.

انواع باتری ups از نظر ظرفیت و ولتاژ

باتری ها در انواع مختلف و برای کاربردهای متعددی ساخته می شوند. با توجه به میزان توان مصرفی دستگاههایی که به UPS متصل هستند؛ ظرفیت و ولتاژ مورد نیاز انتخاب می شود. باتری ها در ولتاژهای ۶، ۱۲، ۲۴ و ۴۸ وجود دارند. و با ظرفیت های ۱.۲ آمپر ساعت الی ۲۵۰ و بیشتر موجود هستند. برای UPS ها معمولا از باتری ۱۲ ولت و با ظرفیت ۱۰۰ آمپر ساعت استفاده می شود. و در آمپر ساعت های بالا از باتری ۲ ولتی استفاده می شود.

انواع ups از نظر عملکرد

•  UPS آفلاین یا آماده به کار(Standby)
•  UPS تعاملی (Line Interactive)
•  یو پی اس آنلاین یا تبدیل دو طرفه (Double Conversion On-Line)

•  UPS آفلاین یا آماده به کار (Standby)

این نوع UPS در زمان عادی از جریان برق شهری و مسير Bypass اتوماتیک استفاده می کند، همچنین باتری توسط Rectifier در حالت شارژ قرار دارد اما به محض قطعی یا نوسان برق، Inverter وارد مدار شده و برق باتری را به برق مورد نیاز مصرف کننده تبدیل می کند. Inverter این نوع از UPS تنها هنگامی که برق ورودی دچار اشکال شده باشد به عنوان منبع جایگزین فعال می شود.

• UPS تعاملی

این نوع UPS در زمان عادی برق دستگاه را از مسیر Bypass از طریق ترانسفورماتور تأمین می کند و باتری نیز توسط Rectifier در حالت شارژ قرار دارد. به محض قطع یا نوسان برق، باتری از طریق Inverter بار خروجی را تغذیه و دستگاه را روشن نگه می دارد.

• UPS آنلاین یا تبدیل دوطرفه

در این نوع UPS، تأمین انرژی مداوم و بدون نویز است در زمان عادی بار مصرفی دستگاه از طریق مسیر اصلی و Inverter دستگاه تأمین می شود هیچ گونه مشکل نوسان و تغییر فرکانسی ندارد و همیشه سینوسی و ثابت می ماند Inverter این نوع UPSها همیشه روشن است به جز در مواقعی مانند بروز نقص فنی، OVER LOAD و یا افزایش بیش از حد دما که به حالت Bypass می روند.

نحوه محاسبه توان یو پی اس برای بهترین عملکرد

برای استفاده از یو پی اس باید توانی که از آن انتظار دارید را محاسبه کنید. بنابراین باید تجهیزاتی که قرار است به این دستگاه متصل شود مشخص شده و توان مصرفی هر کدام را نوشته و با هم جمع کنید. توان مصرفی هر دستگاه روی آن نوشته شده است، و با واحد W یا وات مشخص شده است. اگر این توان نوشته نشده بود باید ولتاژ دستگاه مورد نظر را ضربدر آمپر آن کنید تا توان بدست آید. به عنوان مثال لپ تایی که من از آن استفاده می کنم توان مصرفی روی آداپتور آن نوشته نشده است؛ ولی به جای آن ولتاژ خروجی و آمپر آن نوشته شده است.

ولتاژ خروجی از آداپتور ۲۰ ولت است که باید ضربدر آمپر آن که ۳۰۲۵ است شود. نتیجه اینکه لپ تاپ من ۶۰ وات مصرف می کند. به این صورت توان مصرفی تمام دستگاههایی که قرار است به UPS شما متصل شود را نوشته و با یکدیگر جمع بزنید. حالا می توانید با توجه به میزان مصرف، یو پی اس مناسب را انتخاب کنید.

راهنمای خرید یو پی اس (UPS Buyers guide)

توان دستگاه مصرفي

در انتخاب UPS مناسب برای مراکز باید توان دستگاه های مصرفی متصل به آن را بررسی کرد. برای این منظور کافیست توان هر یک از تجهیزات را جداگانه بررسی و در نهایت مجموع آنها را محاسبه کنید. واحد اندازه گیری توان وات (W) است. برای افزایش طول عمر UPS لازم است دستگاهی تهیه کنید که دارای توانی بیشتر از مجموع توان تجهیزات باشد.

داخلی و یا خارجی بودن باتری UPS

زمانیکه نیاز به توان کمتر و همچنین زمان برق دهی کمتر باشد از UPS با باتری داخلی (Internal) می توان استفاده کرد. زمانیکه نیاز به توان بالا و زمان پشتیبانی بالا باشد از UPS با باتری خارجی (External) استفاده می شود.

انتخاب نوع UPS

چنانچه دستگاه مصرف کننده دارای حساسیت بالایی نباشد از UPSهای Offline یا Line Interactive استفاده می شود. مانند کامپیوتر، روشنایی، دوربین مدار بسته، پرینتر و … چنانچه دستگاه مصرف کننده دارای حساسیت بالایی باشد از UPSهای Online استفاده می شود مانند تجهیزات پزشکی، آزمایشگاهی ، بیمارستان ها و …

میزان برق دهی (Backup)

از آنجا که UPSها برای کار کردن در زمان قطعی برق نیاز به باتری دارند لازم است انتظار خود را از UPS در زمان قطعی برق بدانید با محاسبه توان مصرفی و انتخاب UPS مناسب و زمان پشتیبانی می توان آمپر باتری را محاسبه کرد.

خدمات و پشتیبانی

مهمترین پارامتر در انتخاب UPS خدمات پس از فروش و گارانتی است که شرکت به خریدار ارائه می دهد. عدم ارائه خدمات پس از فروش برای UPSهایی که نماینده رسمی در ایران ندارند، مشکل بزرگی برای مصرف کنندگان ایجاد می کند.

عوامل موثر در طول عمر باتری UPS

عوامل موثر در طول عمر باتری یو پی اس به سه دسته تقسیم میشود:

1. دمای محیط

٢. پارامتر عمق دشارژ و دفعات شارژ

3. شارژر باتری و کیفیت شارژ باتری

1.دمای محیط

دمای محیط از عوامل موثر در ظرفیت و طول عمر باتری است و توصیه میشود باتری ها را در گرمای بالای ۲۰ یا ۳۰ درجه نگه ندارید به همین منوال هم نگهداری باتری در مجاورت عوامل گرمازا مانند نور خورشید و مکان های بسته توصیه نمی شود. پیشنهاد تک اینورتر در دماهای خیلی پایین یا خیلی بالا، استفاده نمودن از باتری های نیکل کادمیوم است اما در شرایطی که تغییرات دما زیاد نیست، استفاده از باتری های سرب اسیدی به صرفه تر است، زیرا در مقایسه باتری نیکل کادمیوم ۱۰ تا ۱۵ برابر قیمت کمتری دارد ولی در عوض عمر کمتری هم داراست.

قرار دادن هر نوع وسیله روی ups، باعث اختلال در تبادل حرارت یو پی اس با محیط می شود در نتیجه طول عمر ups و باتری ups کم می شود. محیطی که ups در آن نصب می شود باید به دور از گرد و غبار باشد چرا که تبادل حرارت را با اختلال مواجه می کند و باعث کم شدن طول عمر آن می شود. بررسی و انجام سرویس های دوره ای در این زمینه راهگشاست.

2. پارامتر عمق دشارژ و دفعات شارژ

نکته با اهمیت درباره باتری ها این است که تعداد سیکل مجاز شارژ برای هر باتری مشخص است که در کاتالوگ مربوط به باتری موجود است. عمر باتری با هر بار شارژ و دشارژ، کم می شود تا به عدد سیکل مجاز شارژ برسد. در این صورت ظرفیت کامل باتری قابل استفاده نیست و جریان دهی کم شده و در نهایت کارایی آن کاهش می یابد. اینجاست که عمر باتری تمام شده و باید آن را تعویض کرد.

پارامتر موثر در افزایش عمر باتری، dod یا depth of discharge است. با کاهش dod، عمر باتری افزایش می یابد یعنی هر چه دفعات و عمق دشارژ بیشتر باشد، عمر باتری کم می شود. dod در واقع درصد دشارژ شدن باتری است. به عنوان مثال اگر ۳۵ درصد شارژ باتری استفاده شود یعنی dod برابر با ۳۵ باشد، نسبت به زمانی که ۶۰ درصد شارژ باتری استفاده شود یعنی dod برابر با ۶۰ باشد، عمر باتری یک تا دو سال بیشتر خواهد بود. اگر عمق دشارژ برابر با ۸۰ باشد، عمر باتری ممکن است به ۶ ماه هم کاهش یابد.

3.شارژر باتری و کیفیت شارژ باتری

شارژر ups از موارد بسیار مهم و موثر در طول عمر باتری ups است. ولتاژ شارژر ups با ولتاژ باتری یو پی اس برابر است. ولتاژ ایجاد شده در خروجی شارژر یو پی اس، باتری را شارژ می کند. این ولتاژ بین ۱۳۰۴ و ۱۳۰۷ است. شاید برایتان جالب باشد که بدانید ولتاژباتری های معمولی ۱۲ ولت است. شارژ باتری مطابق منحنی شارژ انجام می شود یعنی مقدار جریانی که شارژر به باتری می دهد در ابتدا زیاد است و به مرور کم می شود و وقتی شارژ باتری کامل شود جریان ورودی به باتری به کمترین میزان خواهد رسید. شارژ ups باید با توجه نوع باتری ups انتخاب شود. ممکن است باتری از نوع لیتیومی یا اسیدی باشد.

موارد ایمنی قبل از نصب UPS (یو پی اس)

‌داریم به روزهای گرم تابستونی نزدیک میشیم و احتمال قطعی برق! ‌و افزایش استفاده از یو‌پی‌اس جهت روشن نگه داشتن وسایل برقی پرکاربرد‌، قبل از استفاده و نصب یوپی‌اس حتما به نکات گفته شده دقت بفرمایید‌…

1. طريقه حمل و قرارگیری برای سالم رساندن UPS به مکان نصب
2.  اندازه و وزن، آیا محل نصب فضای کافی برای نصب UPS وكف آن تحمل وزن UPS رادارد؟
3. شرایط محیطی (حرارت، رطوبت و نویز صوتی محل)
4. نصب الکتریکی (نوع اتصالات، مقطع کابلهای ورودی و خروجی، فیوزهای حفاظتی و غيره)
5.  اتصال بار به یو پی اس (فاز و نول بارها مستقیما به یو پی اس و تابلوی UPS وصل گردد و در بین راه بابرق شيراتصال نداشته باشد، توزیع بار بین فازها در صورت سه فاز بودن و غيره…)
6. اتصال زمین (ارت، برای برطرف کردن نویز و حفاظت دستگاه های برقی و یو پی اس)
7. بررسی عملیات نصب (بررسی نصب و راه اندازی بدون خطا و اشكال)

کلام آخر

یو پی اس دستگاهی الکترونیکی است که در زمان وجود برق شهر، انرژی الکتریکی را در باتری ذخیره و در هنگام قطع برق، از این انرژی الکتریکی استفاده و برق مصرف کننده را تامین می کند. یو پی اس در مقابل نوسان ها و نویز ها از مصرف کننده متصل به آن محافظت می‌کند. در حقیقت بهترین محافظ وسایل برقی و تجهیزات حساس، یو پی اس ها هستند.

سوالات متداول UPS