UPS چیست

سوئیچ ها ، روترها و سرورهای گران قیمت هنگام نوسانات برق یا قطع و وصل ناگهانی نیاز به تغذیه ثابت و محافظت شده دارند . توسط " یو پی اس " علاوه بر غلبه بر مشکلات ذکر شده در زمان قطع برق نیز می توانیم تا مدتی به کار با تجهیزات خود ادامه دهیم . این دستگاهها در دو نوع آنلاین برای دستگاهها با حساسیت بالا مانند تجهیزات پزشکی اتاق عمل بیمارستان ها و آفلاین برای دستگاهها با حساسیت کمتر مانند کامپیوتر استفاده می شوند . در نوع آنلاین دستگاه همواره عملیات تبدیل ولتاژ مستقیم از باطری ها را به ولتاژ 220 ولت متناوب انجام می دهد . ولی در نوع آفلاین هنگامی که برق شهر قطع می شود حدود دو میلی ثانیه زمان می برد تا مبدل ولتاژ باتری به ولتاژ 220 ولت متناوب را راه اندازی نماید . در توان های مختلف از400 ولت آمپر تا چند کیلو ولت آمپر تولید می شوند . انتخاب UPS نیاز به محاسبه توان مصرفی و زمان برق رسانی مورد نیاز دارد .

ادامه مطلب را بخوانید 

 

1) نکاتی که لازم است جهت انتخاب UPS مد نظر قرار گیرد :

• مشخصات تا حد امکان در حد مشخصات فنی باشد و مراحل تست UPS را پاسخگو باشد .
• شرکت عرضه کننده UPS جهت UPSهای فوق دارای نمایندگان آموزش دیده فنی در شهرستانهای محل نصب باشد .
• لازم است شرکت عرضه کننده UPS جهت UPSهای ارائه شده دارای SERVICE MANUAL باشد تا در صورت نیاز جهت تعمیرات مطالب طبق مشخصات فنی خاصی روی UPS اجرا شود .
• گارانتی حداقل یکسال .
• نوع باطریها جوابگوی مدت زمان BACK UP مورد نیاز مصرف کننده باشد . 

• UPSهای مخصوص SERVER حتماً از توان ارائه سرویس نرم افزاری روی نرم افزارهای شبکه مورد استفاده در مجموعه مصرف کننده برخوردار باشند .

2) مشخصات فیزیکی و نحوه مونتاژ باید به شکل زیر باشد :
1- UPSها دارای حجم کم باشند بطوریکه مثلا در ابعاد ماکزیمم 5KVA به همراه باطریهای مربوطه حجمی کمتر cm 70×70×70 را اشغال کند .
2- در طراحی و ساخت بردها باید حتماً بردها بصورت ماژول و مجزا باشند ، زیرا در مراحل سرویس و نگهداری ضمن جلوگیری از تاثیر گذاری واحدهای مختلف UPSها روی هم ، هزینه تعمیر و نگهداری کاهش خواهد یافت . با این روش سرعت عملیات تعمیر و نگهداری افزوده خواهد شد .
3- دقت گـردد در ساخت UPS حتماً واحـدهای ( POWER ) از واحدهای کنتـرل و تولیـد شکل موج ، و واحد قـدرت( ترانزیستورها ) بصورت فیزیکی ایزوله باشند این مورد باعث عدم ورود گرد و خاک وارده شده ، توسط کشش فن به واحدهای حساس مختلف می شوند
4- لازم است سیستم خنک کننده فسمت ترانزیستوری شامل کانال هوایی – فن و هیت سینگ باشند و فن مقابل راهرو هوایی قرار گیرد و این مجموعه بطور کامل از بخشهای دیگر UPS ایزوله باشد .
زیرا این روش بهترین روش جهت خنک کردن ترانزیستورها و جلوگیری از ورود گرد و خاک ناشی از کشش فن به بخشهای دیگر باشد .
5 - لازم است ترانزیستورهای مورد استفاده در UPSهای داخلی از انواع جدید و پر قدرت POWER MOSEFT باشند و استفاده از انواع BIPOLAR که تقریباً در دهه قبلی مورد مصرف بوده و راندمانهای پایین دارند در UPS قابل قبول نمی باشد .
6- بهتر است آلارمهای صوتی و نوری لازم روی بردهای مختلف UPS جهت آسان بودن سرویس و تعمیر و نگهداری وجود داشته باشد و نحوه استفاده از این آلارمهای نوری در دفترچه سرویس توضیح داده باشند .
7- جعبه UPS مورد نظر دارای استحکام کافی بوده و از پرچ یا پیچ مهره ، جهت ارتباط به یکدیگر استفاده نشود .
8- بخش های داخلی جعبه جهت مقاومت در برابر رطوبت گالوانیزه شده باشد .
9- بهتر است در ساخت بدنه دستگاه بخش کف و پانل پشتی جهت پرهیز از هر گونه زنگ زدگی از نوع گالوانیزه میباشد .
10- بهتر است جهت جلوگیری از تخریب UPS در زمان حمل و نقل علاوه بر استفاده از آهن مناسب در کف دستگاه جهت استقرار ترانس
که دارای وزن زیادی می باشد یک قاب فلزی قسمت کف را تقویت نماید .
 

3- تستهایی که UPS باید پاسخگو باشد :
1- زمان انتقال TRANSFER TIME در انواع UPS ها چه از نوع سینوسی باشد یا شبه سینوسی باید مطابق استاندارد 446IEEE- کمتر از 4/1 سیکل برق شهر باشد که این مطلب توسط STORGE . SCOPE تست می گردد .
2- در UPSهای سینوسی THD روی بارهای خطی کمتر از 3% باشد (ابزار تست این پارامتر باید توسط سازنده عرضه شود)
3- در UPSهای سینوسی THD روی بار غیر خطی کمتر از 5% باشد .
4- شکل موج کاملا سینوسی باید در تمام رنج ، توان UPS بدون تغییر باشد .
5- UPS باید نسبت به اتصال دو شاخه ورودی به پریز خروجی ( فیدبک مثبت ) در شرایط کارکرد UPS حفاظت شده باشد
6- راندمان مدلهای سینوسی بیش از 85% .
7- رگولاسیون خروجی در محدوده کمتر 5/2% باشد .
8- UPSهای فررزونانس علاوه بر مشکلاتی مبنی بر عدم تطبیق با شکل موج سینوسی ، دارا ی ایرادهای حرارت بالا ، نویز و سایر موارد می باشد ، لذا بهتر است از این تکنیک در ساخت UPS استفاده نشده باشد .
9- بهتر است UPS دارای استابیلایزر باشد تا در شرایط افت و خیز برق شهر بدون استفاده از باطری خروجی را در حد معقولی ثابت نگه دارد .
10- حفاظتهای مورد نیاز :
• حفاظت نسبت به اتصال کوتاه خروجی
• حفاظت نسبت به اتصال معکوس باطری
• حفاظت نسبت به اضافه بار و آلارم مربوط
• حفاظت نسبت به اضافه شارژ و اضافه دشارژ باطری
• حفاظت نسبت به SPIKE
• حفاظت نسبت به افت و خیز برق شهر under voltage , over voltage
• حفاظت نسبت به اضافه ولتاژ در خروجی Outputover voltage
• حفاظت نسبت به اتصال ولتاژ باطری اضافه به ورودی و فعال شدن آلارم مربوط Battery overvoltage ، با وجود این حفاظت در صورت اتصال تعداد بیشتری باطری به ورودیUPS این سیستم هرگز صدمه نخواهد خورد .
• حفاظت فیوزی در ورودی با فیوزهای استاندارد ( و اتوماتیک )
• حرارت محیط کار 0 الی 40 درجه سانتی گراد .
• فرکانس خروجی 1% +HZ 50
4- نکاتی در ارتباط با محاسبه باطری در توان کامل UPS :
با توجه به قطع برق به دفعات زیاد و به مدتهای بیش از یکساعت لازم است باطریهای UPS توان ارائه مدت زمان بیش از یکساعت را دارا باشد و جهت ازائه چنین توانی برای یک UPS مدل VA5000 ، در ضمن باید UPS نیز از لحاظ راندمان و گرمایی توان ارائه این سرویس طولانی مدت را داشته باشد .
جهت ارائه وات VA5000روی یک UPSبا ولتاژ DC ورودی 48 ولت باید آمپر ساعت باطری به روش زیر محاسبه میگردد:
لذا حداقل میزان مورد نیاز جهت ارائه توان 5000 وات AH 105 = 5000
استفاده از باطری های مدل 105 آمپر ساعت می باشد . 48
• نکته قابل ملاحظه در مورد باطریها :
- باطریها به دو دسته مخصوص UPS و مدلهای استارتی تقسیم می شوند .
• ایرادات باطریهای استارتی :
1. باید همیشه در حال حرکت باشند و در صورت استقرار باطری در یک محل ثابت دچار اشکال میشوند .
2. جهت استارتهای کوتاه مدت ساخته شده اند و در شرایط استفاده طولانی توسط UPSتخریب می گردند .
3. بعد از تامین جریان استارت باید توسط دینام شارژ شوند .
5- مزایای باطری مخصوص UPS :
این باطریها جهت جریان زیاد و استفاده طولانی مدت و مخصوص UPS طراحی شده اند ، استقرار این باطریها در یک محل مشکلی را در ترکیبات فعال آنها ایجاد نمیکند ، تخلیه مکرر این باطریها و شارژ مجدد آنها نیز باید با توجه به کیفیت و تکنولوژی بکار رفته در ساخت آنها مشکلی را برای باطری ایجاد نمی کند .
شرایط مناسب جهت استقرار UPS و باطریهای مربوطه :
- از آنجائیکه یک دستگاه UPS از نوع تجهیزات POWER می باشد و برق اضطراری یک یا تعدادی سیستم حساس کامپیوتری را برقرار می کند ، لازم است در شرایطی بهینه نگهداری گردد .
 

محل استقرار :
– از لحاظ گرما در محدوده 35-10 درجه باشد ( البته درجه حرارت بیشتر از لحاظ استقرار محل باطری دارای اهمیت میباشد تا UPS .
– رطوبت محل کمتر از 95% باشد .
– محل استقرار دارای لرزش نباشد .
– جهت تخلیه گرمای محیط که ممکن است توسط کارکرد UPS ایجاد شود ، بهتر است توسط فن گرمای مربوطه تهویه گردد
– تا حد امکان باید UPS را در محلی قرار داد تا امکان ریزش باران – آب ( در آشپزخانه ) – یا سایر چیزها روی آن وجود نداشته باشد
– با توجه به حساسیت قطعات الکترونیکی از قرار دادن UPS در محلهای در مسیر گرد و خاک ، پرهیز شود .
– با توجه به آلارمهای UPS ، جهت استفاده از انواع آلارمهای صوتی و نوری بهتر است UPS را در محلی که آلارمهای صوتی و نوری آن بسهولت قابل بررسی و مشاهده باشد قرار گیرد و از قرار دادن UPS در محل انباریها جداً خودداری نمائید
– با توجه به حساسیت حفاظتی این دستگاه لازم است جهت تامین برق مصرفی UPS حتما ارت مناسبی به UPS متصل گردد .
– با توجه به احتمال استفاده از توانائیهای نرم افزاری UPS بهتر است حداکثر فاصله UPS از SERVER مربوطه در حدی باشد که استاندارد 232RS تعیین می کند ، یعنی کمتر از 5 متر باشد .
با کمک گرفتن از طراحی Double Conversion ، برق موجود در خروجی دستگاه ، یک برق سینوسی کامل خواهد بود که از نظر ولتاژ و فرکانس کاملا تنظیم شده و نویز آن تا حد بسیار مطلوبی کاهش یافته است .
استفاده از پردازشگر مرکزی Motorla از نوع 32 بیتی
این UPS ها با استفاده از میکرو پروسسورهای 32 بیتی شرکت Motorla و روشهای سریع و مقاوم پردازش ، امکان کنترل سریع و دقیق تمام عملیات داخلی و خارجی دستگاه و حصول اطمینان از خروجی سالم را فراهم می کنند .
 

مدارهای حفاظتی در UPS های سری P.I.C :
حفاظت در برابر : اتصال معکوس باتری ، اضافه بار ، افزایش و کاهش ولتاژ خروجی ، اتصال کوتاه خروجی ، کاهش ولتاژ باتری، صاعقه ، رعد و برق و تغییرات ولتاژ و فرکانس برق شهر ، افزایش دمای داخلی دستگاه و حفاظت خطوط تلفن ، فاکس ، مودم و Data در برابر نویز
محدوده وسیع ولتاژ قابل قبول برق شهر بدون استفاده از باتری ( Wide Input Range )
در این سیستم ، محدوده وسیعی از ولتاژ AC برق شهر پذیرفته می شود ، بنابراین میزان مصرف انرژی ذخیره شده در باتری کاهش می یابد ، که این امر در قطع پی در پی برق شهر بسیار حائز اهمیت است و همچنین باعث افزایش طول عمرباتری میشود.
سیستم مدیریت هوشمند باتری ( S.B.M )
با استفاده از این مدار ، سیستم شارژ و دشارژ دقیقا کنترل شده و افزایش عمر باتری تضمین می گردد .
مجهز به سیستم خودکار آزمایش و عیب یابی ( Self Test )
در این حالت دستگاه بطور خودکار قسمت های ورودی ، خروجی ، باتری و Bypass را آزمایش می کند و در صورت بروز هر گونه
مشکل ، آن را اعلام می کند .
تحمل زیاد در برابر اضافه بار
این دستگاهها قادر به تحمل اضافه بار تا 105% به طور دائم کار و تا 150% برای مدت 10 ثانیه در حالت استفاده از برق شهر و یا باتری می باشند .
دارای ترانس ایزولاسیون خروجی ( انتخابی )
دارای نمایشگر LCD
دارای قابلیت اصلاح ضریب قدرت ورودی ( P.F.C )
قابلیت استفاده از باتری داخلی ( Internal ) برای توانهای 1 ، 2 و 3 کیلو ولت – آمپر
قابلیت استفاده از باتری خارجی ( External) با شارژ Long Backup تا 10 آمپر برای توانهای 1 ، 2 ، 3 و 6 کیلو ولت- آمپر
قابلیت کار با برق دیزل ژنراتور
شارژ باتری در هنگام خاموش بودن دستگاه
طراحی Online – Double Convdrsion که قادر به برطرف کردن تمامی مشکلات برق شهر میباشد.
زمان بسیار کوتاه جهت تعمیر با توجه به طراحی مدرن
دارا بودن گارانتی واقعی و سرعت و کیفیت بالا در ارائه خدمات و پشتیبانی
ارتباط با کامپیوتر
 

UPS ها به روشهای مختلفی به رایانه ها متصل شوند :
درگاه RS232
UPS ها با استفاده از کابل و پروتکل RS232 و نرم افزار مربوطه به راحتی می توانند به رایانه ها متصل شوند و عملکرد آنها کنترل شود .
کارت SNMP
این کارت سیگنال ارتباطی RS232 را به سیگنال قابل درک برای شبکه های کامپیوتری تبدیل می کتد و با استفاده از آن امکان مدیرت کامل و کنترل UPS از طریق شبکه ( حتی اینترنت ) فراهم می شود .
نرم افزار
نرم افزار UPSilon 2000 که قابلیت انطباق و سازگاری با سیستمهای عامل,Windows 95/98/2000/ME/NT/XP Linux,Novell,Unix و... را دارد ، قادر به نمایش پارامترهایی چون ولتاز ، فرکانس ، میزان بار ، وضعیت باتری ، ثبت خطاها، گزارشات وضعیت UPS و... می باشد و در هنگام اتمام ذخیره باتری نیز ، فایلهای کامپیوتر را ذخیره و عمل Auto Shut Down را انجام می دهد .
برخی دیگر از مزایای استفاده از ابزار ارتباطی عبارتند از :
* ذخیره اطلاعات و خاموش کردن دستگاهها در هنگامیکه باتریUPS به سمت تخلیه کامل می رود .
* تماس با افراد خاص از طریق تلفن همراه ، تلفن ثابت ، Pager ، E-mail و... در مواقع لزوم
* نمایش ولتاژ و فرکانس در ورودی و خروجی ، وضعیت باتری و بار
* نمایش گزارش عملکرد UPS ، ثبت و ذخیره نوع و زمان دقیق خطا
* قابلیت برنامه ریزی برای خاموش و روشن شدن UPS و...
 

UPS Output
شکل موج سینوسی کامل در خروجی UPS ، محافظ دستگاههای حساس در برابر مشکلات برق شهر
POWER Surge : افزایش ولتاژ لحظه ای
افزایش دامنه ولتاژ ( معمولا بیشتر از 110% ) برق شهر برای چند سیکل متوالی این افزایش معمولا در پی کم شدن بار یا خاموش شدن یک بار بزرگ پدید می آید .
Overvoltage : افزایش طولانی ولتاژ
افزایش دامنه ولتاز برق شهر برای مدت طولانی . این مورد معمولا مربوط به شبکه توزیع برق بوده و می تواند به اجزای مختلف دستگاهها آسیب وارد نماید .
Spike / Transient : نوسانات شدید لحظه ای
نوسانات سریع و ناگهانی ولتاژ هستند که معمولا در حد یک یا دو سیکل دوام دارند . این نوسانات بر عملکرد پردازشگرها ، انتقال اطلاعات و ... اثر می گذارند .
Frequency Variation : تغییرات فرکانس
تغییرات در فرکانس شهر . این مورد که یکی از مشکلات منابع پشتیبانی مانند ژنراتورها می باشد می تواند در عملکرد دستگاهها ایجاد مشکل نماید .
Power Failure : قطع برق
عبارت است از قطع کامل جریان برق برای مدت بیشتر از نیم سیکل . قطع برق می تواند باعث از دست رفتن اطلاعات و صدمه دیدن سخت افزار دستگاه شود .
Power Sag : افت ولتاژ لحظه ای
کم شدن دامنه ولتاژ برق شهر برای چند سیکل متوالی . این امر ناشی از شروع به کار کردن یک بار بزرگ با جریان بالا مانند دستگاههای تهویه یا موتورهای الکتریکی است.

Undervoltage : کاهش دائم ولتاژ
کاهش دامنه ولتاژ برق شهر برای مدت طولانی . این مشکل معمولا مربوط به شبکه توزیع برق بوده و می تواند مشکلات بسیاری را برای دستگاهها بوجود آورد .
Noise : نویز الکتریکی
معمولا توسط منابع تغذیه کامپیوترها و یا امواج رادیویی و مغناطیسی ایجاد می شود . نویز باعث انتقال ناصحیح اطلاعات و ایجاد مشکل در عملکرد دستگاهها می شود .
Harmonics : هارمونیکها
یک موج اضافی بادامنه کوچک که فرکانس آن مضربی از فرکانس موج اصلی می باشد . این هارمونیکها باعث بروز خطا در شبکه و افزایش حرارت دستگاهها می شوند .