مقدمه اي بر منبع تغذيه بدون وقفه (UPS) و طراحي آن
منبع تغذيه بدون وقفه (UPS) يك دستگاه الكترونيكي است كه در صورت از كار افتادن منابع اصلي يا منبع تغذيه ورودي، برق را به يك بار تامين مي كند. اين نه تنها به عنوان يك منبع برق اضطراري براي دستگاه ها عمل مي كند، بلكه براي حل مشكلات رايج برق نيز مفيد است. هر يو پي اس داراي يك عنصر ذخيره انرژي است كه انرژي را به شكل انرژي شيميايي مانند انرژي ذخيره شده در باتري ها ذخيره مي كند.
مانند اين است كه انرژي به شكل حركت در چرخ طيار ذخيره مي شود. به همين دليل است كه اين دستگاه‌ها را پشتيبان باتري يا پشتيبان فلايويل نيز مي‌نامند. يو پي اس نه تنها برق اضطراري را فراهم مي كند، بلكه به رفع مشكلات رايج مربوط به برق مانند محافظت در برابر قطع برق ورودي، محافظت در برابر ولتاژ اضافه، تنظيم ولتاژ خروجي و تثبيت كمك مي كند.
مدل هاي مختلف يو پي اس توانايي متفاوتي براي تامين برق بار دارند. درجه توانايي كاملاً به ميزان شارژ ذخيره شده در داخل يو پي اس بستگي دارد. به عنوان مثال، يو پي اس طراحي شده براي رايانه ها مي تواند تنها براي مدت زمان كمي كه برق قطع مي شود، برق را تامين كند، اما اين زمان براي ذخيره فايل هايي كه كاربر ممكن است روي آنها كار مي كند كافي است. بنابراين، به دلايل واضح، توانايي ذخيره شارژ هر يو پي اس در طول طراحي آن با توجه به كاربرد آن مشخص مي شود.
تفاوت UPS و منبع برق اضطراري معمولي
منابع برق اضطراري سنتي از ژنراتورهاي داراي كليد انتقال براي تغذيه دستگاه در هنگام قطع برق استفاده مي كنند. تا زماني كه سوخت در ژنراتور در دسترس باشد، مي تواند انرژي را براي ساعت ها تامين كند. با اين حال، اين يك اشكال دارد. دستگاه هنگام اتصال به ژنراتور در هنگام خرابي منبع تغذيه اصلي دچار وقفه مي شود. اين وقفه به اين دليل اتفاق مي افتد كه ژنراتور براي از سرگيري برق بايد روشن شود. بسته به نوع مكانيزم سوئيچينگ، وقفه اي در منبع تغذيه بار وجود دارد.
برخلاف منابع تغذيه اضطراري، منبع تغذيه بدون وقفه (UPS) با استفاده از باتري يا چرخ فلايويل، برق مداوم را بدون هيچ وقفه اي به دستگاه مي رساند. اما مدت زماني كه يو پي اس برق دستگاه را تامين مي كند بسته به اندازه و تعداد باتري يا فلايويل استفاده شده محدود است.
استفاده از يو پي اس در برنامه هايي كه وسايل برقي قادر به تحمل هر نوع وقفه اي نيستند بسيار رايج است. مانند واحدهاي مراقبت‌هاي بهداشتي، تجهيزات پزشكي، دفاتر فناوري اطلاعات، مخابرات، مراكز داده، بانك‌ها و در بسياري از مكان‌هاي ديگر كه به منبع تغذيه بدون وقفه نياز است.
در اين سري يك يو پي اس طراحي خواهد شد كه داراي باتري به عنوان عنصر ذخيره سازي بوده و در صورت قطع برق مي تواند برق دستگاه را تامين كند. طراحي يك يو پي اس را مي توان به بخش هاي مختلفي تقسيم كرد كه نقش مشخصي در عملكرد يو پي اس دارند (همانطور كه در تصوير زير نشان داده شده است).
شكل 2: تصويري كه بلوك هاي ساختمان يك مدار UPS را نشان مي دهد
يو پي اس طراحي شده در اين سري داراي چهار بخش مدار به شرح زير خواهد بود:
1. شارژر –
اول از همه، يك شارژر براي شارژ عنصر ذخيره انرژي كه در اين مورد باتري است، طراحي خواهد شد. از آنجايي كه دو نوع باتري معمولا مورد استفاده قرار مي‌گيرند - باتري‌هاي ليتيوم يوني و باتري‌هاي اسيد سرب، دو مدار شارژر متفاوت براي هر كدام طراحي مي‌شوند. اين شارژرهاي باتري به شرح زير طراحي خواهند شد:
i) شارژر باتري سرب اسيد
در اين مدار شارژر باتري، يك شارژر باتري با ولتاژ ثابت سرب-اسيد طراحي خواهد شد، يعني شارژر ولتاژ ثابتي برابر با حداكثر امتياز ولتاژ باتري با جريان شارژ محدود ارائه مي دهد. بنابراين در اين شارژر، باتري هرگز از جريان شارژ از پيش تعيين شده تجاوز نمي كند.
در زير الگوريتم شارژ باتري است كه جريان و ولتاژ باتري را نشان مي دهد.
برچسب: يو پي اس،
ادامه مطلب
