یو پی اس چیست؟ چرا از UPS استفاده میشه؟ + جزئیات

یو پی اس UPS دستگاهی که برای جلوگیری از نوسان و قطع برق طراحی شده. متاسفانه قطع برق در ایران تبدیل به کابوسی برای شرکتها، صنایع و کارخانجات شده. اما خوشبختانه این دستگاه اجازه نمیده اطلاعات و تجهیزات گرون قیمت شما در برابر نوسان یا قطع برق آسیب ببینن. تو این پست بهتون میگم که یو پی اس دقیقا چیه، کاربردش کجاست، از چه قطعاتی تشکیل شده و چجوری کار میکنه. پس با آلفا همراه باشید!

یو پی اس دقیقا چیه ؟

واژه یو پی اس به انگلیسی UPS از سه تا واژه Uninterruptible Power Supply گرفته شده. Uninterruptible یعنی بدون وقفه یا بدون قطعی و Power Supply هم که یعنی منبع برق یا منبع تغذیه پس یو پی اس یعنی منبع تغذیه بدون وقفه. بعضیا بهش برق اضطراری هم میگن.

یو پی اس رو مثل یک پاوربانک خیلی قوی و هوشمند درنظر بگیرید که برای دستگاه های خانگی یا صنعتی استفاده میشه. یو پی اس یه رابط بین برق شهر و دستگاه شماست و کارش اینه که نذاره قطعی برق احساس بشه. یعنی وقتی برق قطع میشه سریع وارد مدار میشه و برق رو به دستگاه میرسونه جوری که انگار نه انگار برق رفته. اینجوری دستگاه آسیب نمیبینه و شما هم از کار و زندگی و شغل‌تون نمیفتید.

توان یو پی اس رو چجوری میگن؟

توان یو پی اس رو به ولت آمپر بیان میکنن. تو انگلیسی اینجوری نوشته میشه : Volt-ampere و به اختصار VA مینویسن. از اونجایی که توان یو پی اس ها زیاده توان اونها رو به کیلو ولت آمپر میگن و در انگلیسی به اختصار kVA مینویسن. مثلا میگن یو پی اس 2 کیلو ولت آمپر به انگلیسی 2kVA. حالا ایرانیها واسه اینکه راحتتر اینو بگن، کوتاه ترش کردن و به کیلو ولت آمپر میگن کاوا ( kava ) . مثلا میگن یو پی اس 20 کاوا یعنی همون 20 کیلو ولت آمپر.

چرا از یو پی اس استفاده میشه؟ وظیفه UPS

یو پی اس رو استفاده می‌کنن چون برق شهری اصلاً قابل اعتماد نیست، حتی تو کشورهای پیشرفته هم ممکنه برق بره. زلزله‌ای بیاد، طوفانی بشه، برف سنگین بیاد یا هر دلیل دیگه‌ای. حتی اگه برق قطع نشه هم نوسان برق ممکنه به دستگاه و تجهیزات آسیب بزنه. یه نوسان کوچیک یا افت لحظه‌ای کافیه تا یه سیستم کامپیوتری، سرور، دستگاه پزشکی یا تجهیزات صنعتی گرون قیمت آسیب ببینه یا خاموش شه. یو پی اس میاد وسط و مثل یه ضربه‌گیر عمل می‌کنه، برق رو تمیز، پایدار و بدون نوسان تحویل دستگاه میده.

تو ذهنتون شاید این باشه که وقتی برق رفت UPS میاد و به شما مثلا دو ساعت یا 4 ساعت برق میده اما خیلی وقتا از UPS برای چند دقیقه زمان بیشتر استفاده میشه. چجوری؟ مثلا فرض کنید شما دارید یه کار کامپیوتری و یا صنعتی حساس میکنید و اگه برق قطع بشه تمام زحماتتون به باد میره. حالا اگه برق بره چی میشه؟ یو پی اس میاد به شما مثلا 10 دقیقه برق اضافه میده تا شما فرصت پیدا کنید مثلا کار کامپیوتری رو ذخیره کنید یا کار صنعتی رو تموم کنید و خیالتون راحت باشه.

تکنولوژی یو پی اس ها

به طور کلی یو پی اس در دو نوع تکفاز و سه فاز تولید میشه. UPS تکفاز برای تجهیزات معمولی، کم مصرف، خانگی و اداری استفاده میشه و از UPS سه فاز در صنعت استفاده میکنن. از اسمشون هم مشخصه. تکفاز برای جاییه که برق تکفاز استفاده میشه مثل خونه یا اداره و سه فاز هم جایی که برق سه فاز هست مثل کارخونه، شرکت ها و صنایع بزرگ. مثلا بعضی از تجهیزات پزشکی بزرگ مثل تصویربرداری از بدن با اشعه ممکنه از برق سه فاز استفاده کنن.

راه اندازی یو پی اس سه فاز 500 کاوا – توان بالا

حالا این تکفاز و سه فاز خودشون مدلهای مختلفی دارن. مثلا UPS تکفاز خودش به سه دسته کلی آنلاین، آفلاین و لاین اینتراکتیو تقسیم میشه. یو پی اس سه فاز هم دوباره مدلهای سه فاز به سه فاز و سه فاز به تکفاز داره.

هرکدوم از این مدلها کاربرد، قیمت، مشخصات فنی و شرایط خاص خودشون رو دارن. اینکه کدوم مدل UPS مناسب چه کاری هست خیلی مفصله و باید تو یک پست جدا توضیح بدم اما بدونید که این کار توسط کارشناس فنی شرکت آلفا انجام میشه. شرایط محیط، تعداد و نوع تجهیزات همگی بررسی و کارشناسی میشن و نهایا بهترین مدل برای شما انتخاب میشه.

در این باره میتونید محصولات یو پی اس در سایت آلفا رو ببینید :

UPS چه مدت برق میده؟

مدت زمانی که UPS به شما برق میده رو میگن بکاپ تایم Backup Time . این زمان به دو تا عامل اصلی بستگی داره، یکی توان باتری UPS و یکی دستگاه های شما. یو پی اس های کم توان معمولا باتری داخلی دارن که خب طبیعتا مدت زمان کوتاهی به شما برق میدن. اونایی که باتری اکسترنال یا خارجی بهشون وصل میشه زمان بیشتری برق میدن. پس هرچی توان باتری UPS بیشتر باشه مدت زمان بیشتری هم برق رو تامین میکنه.

عامل بعدی اینه گه شما چه تجهیزات و دستگاهی رو به UPS وصل کردین. هرچی تعداد دستگاه ها بیشتر بشه، مدت زمان برق رسانی یو پی اس هم کمتر میشه چون اون دستگاه ها دارن برق UPS رو مصرف میکنن. مثلا فرض کنید یه دستگاه UPS هست که 1000 ولت آمپر توان داره، اگه به یه کامپیوتر وصل بشه میتونه مثلا یک ساعت برق بده، اما اگه دو تا کامپیوتر باشه میتونه نیم ساعت برق بده. پس تعداد دستگاه ها و کلا توان مصرفی دستگاه ها و تجهیزات شما عامل مهمی در مدت زمان برق رسانی UPS هستش.

ظاهر و طراحی UPS

از نظر فرم فیزیکی و طراحی ظاهری یو پی اس ها در دو نوع رک مونت و تاور طراحی میشن:

1- رک‌مونت ( Rack-Mount ) : مدلهایی که داخل رک شبکه یا رک سرور نصب میشن.

2 – تاور Tower : که خودش به مدلهای زیر تقسیم میشه :

رومیزی یا دسکتاپ : مدل‌هایی که شبیه کیس کامپیوتر هستن و میتونید روی میز بذارید.

زمینی : مدل‌های بزرگ‌تر مثل یو پی اس های صنعتی که روی زمین قرار می‌گیرن. یعنی نمیشه روی میز گذاشت.

ماژولار : مدل‌های حرفه‌ای و سازمانی که از چند ماژول تشکیل شدن و ابعاد بزرگی دارن.

UPS با باتری داخلی و خارجی

از نظر باتری، یو پی اس ها به دو مدل تقسیم میشن: باتری داخلی یا اینترنال و باتری خارجی یا اکسترنال.

باتری داخلی: همونطور که از اسمش هم مشخصه باتری در داخل باکس یو پی اس تعبیه میشه. بیشتر برای توان های پایین تا متوسط از UPS با باتری داخلی استفاده میشه. تو این حالت نصب خیلی راحت تره، نیازی به سیم کشی اضافه نیست اما خب زمان بکاپ محدوده.

باتری خارجی یا اکسترنال: در این مدل باتری ها درون یک باکس یا کابینت مستقل جاساز میشن و با کابل کشی مجزا به یو پی اس وصل میشن. باتری خارجی برای افزایش زمان بکاپ یا برق رسانی استفاده میشه. اینجوری زمان بکاپ دست خودتونه و با کم و زیاد کردن باتری ها میتونید به زمان و توان موردنظر برسید. تو این حالت سرویس و نگهداری راحتتره اما خب هزینه بیشتر میشه، فضای بیشتری اشغال میشه و کابل کشی جدا هم نیازه.

یو پی اس با باتری اکسترنال و کابینت باتری

مشخصات فنی یو پی اس چه چیزهایی هستن؟

مشخصاتی که در ادامه میگم در بیشتر دستگاه های UPS مشترکه.

توان نامی: که با ولت آمپر یا کیلو ولت آمپر نشون میدن ( به اختصار کاوا ) مثلا یو پی اس 2 کاوا
توپولوژی: همون تکنولوژی UPS هست، آنلاین، آفلاین و لاین اینتراکتیو
ولتاژ ورودی و خروجی: بازه ولتاژ ورودی و خروجی رو نشون میده. مثلا ورودی 180 تا 240 ولت.
نوع باتری: نشون میده باتری داخلیه یا خارجی و از چه نوعی هستش مثلا باتری سیلد اسید.
زمان پشتیباتی: همون بکاپ تایم هستش. نشون میده چه مدت بهتون برق میده.
راندمان یا بازدهی: نشون میده چقدر اتلاف برق رو کاهش میده.
پنل کاربری و نمایشگر: دکمه ها، پنل جلو، رابط کاربری و نمایشگر دستگاه.
امکانات حفاظتی: حفاظت در برابر اتصال کوتاه، اضافه بار، نوسانات جریان و ولتاژ، افزایش دما و …
استانداردها و گواهی‌ها: استانداردها و گواهی های بین المللی مثل ایزو 9001 و …

اجزای اصلی UPS

تمام دستگاه های یو پی اس سه تا قسمت اصلی دارن :

1- رکتیفایر ( مبدل AC به DC )

2- باتری ( داخلی یا خارجی )

3- اینورتر ( مبدل DC به AC )

اجزای اصلی یو پی اس — قطعات اصلی یو پی اس

رکتیفایر یا یکسو کننده جریان برق شهر AC رو به برق DC تبدیل میکنه که بتونه باتری رو شارژ کنه. از طرفی اینورتر که در خروجی یو پی اس قرار گرفته کارش تبدیل DC به AC هست پس این برق DC تولید شده توسط رکتیفایر برای ورودی اینورتر هم استفاده میشه. پس رکتیفایر برق مورد نیاز باتری و اینورتر رو تامین میکنه.

باتری واسه چیه؟ وقتی برق هست باتری شارژ میشه و شارژ میمونه و همیشه در حالت استندبای هست که اگه برق رفت وارد مدار بشه و برق رو تامین کنه. حالا هرچی توان باتری بیشتر باشه مدت زمان بیشتری هم میتونه برق تامین کنه.

اینورتر واسه اینه که برق باتری که DC هست رو به برق AC تبدیل کنه چون دستگاه ها و تجهیزات شرکت ها و کارخونه ها با برق شهری یا همون AC کار میکنن.

علاوه بر اجزای اصلی، قطعات و مدارات دیگه ای هم داخل یو پی اس هستن که در مدلهای مختلف UPS استفاده میشن:

شارژر باتری، سوئیچ انتقال، مسیر بای‌پس، تثبیت‌کننده ولتاژ یا AVR، فیلترهای نویز و نوسان، برد کنترل و مانیتورینگ، سنسورهای دما و جریان، فن و سیستم خنک‌کننده، پورت ها و کانکتورها، نمایشگر و پنل کاربری.

هرچی دستگاه UPS حرفه ای تر و گرونتر باشه اجزای داخلی بیشتر و حرفه ای تری هم داره.

طرز کار یو پی اس UPS

خیلی ساده میگم، یو پی اس همیشه بین برق شهر و دستگاه شما قرار داره و روشن میمونه. حالا دو تا حالت داریم ، یا برق هست یا برق قطع میشه. وقتی برق هست UPS برق رو عبور میده و به دستگاه شما میرسه، همزمان باتری رو هم شارژ میکنه و آماده استفاده نگه میداره. وقتی برق قطع میشه اون باتری که شارژ شده میاد و برق دستگاه شما رو تامین میکنه.

حالا به صورت علمی و فنی تر هم توضیح میدم، روند کار UPS اینجوریه: اول برق شهر که AC هستش توسط رکتیفایر به برق DC تبدیل میشه، باتری شارژ میشه و آماده استفاده میمونه، وقتی برق قطع میشه باتری برقش رو به اینورتر میفرسته و دوباره این برق DC توسط اینورتر به AC تبدیل میشه تا مناسب دستگاه و تجهیزات شما بشه. اما چرا این تبدیل‌ها اتفاق میفته؟ چون فقط در این صورته که باتری میتونه شارژ بشه و همینطور نویز و نوسان گرفته میشه و برق تمیزتری به شما میرسه.

حالا این وسط کلی مدار و سیستم و سنسور دیگه هستن که دما، ولتاژ و جریان رو کنترل و اندازه گیری میکنن. نویز رو کم میکنن، نوسان برق رو کنترل میکنن. نمایشگر هم به شما اطلاعات رو نمایش میده.

UPS برای چه دستگاه هایی استفاده میشه؟

شما میتونید برای کامپیوتر خونگی خودتون هم یو پی اس استفاده کنید، چون UPS صرفا برای قطعی برق استفاده نمیشه و یکی از وظایف اصلیش تامین برق پایدار و تثبیت شده است. بنابراین در هر مکان و زمان و برای هر دستگاه کوچک و بزرگی میشه از UPS استفاده کرد. دستگاه ها و تجهیزاتی که معمولا براشون UPS تهیه میشه رو در ادامه میتونید ببینید:

تجهیزات کامپیوتری و شبکه، سیستم‌های امنیتی، تجهیزات اداری و فروشگاهی، تجهیزات پزشکی، تجهیزات صنعتی، آسانسور و سیستم‌های اضطراری، تجهیزات مخابراتی، دستگاه های خانگی.

پس هیچ محدودیتی برای استفاده از UPS نیست.

قیمت و هزینه یو پی اس UPS

قیمت UPS به چندتا فاکتور مهم بستگی داره اما دو تا از مهمتریناش توان و تکنولوژی دستگاه هست. توان که خب مشخصه هرچی بیشتر باشه طبیعتا قیمت رو هم بالاتر میبره. مثل لاستیک بزرگتر، آب معدنی بزرگتر، چیپس بزرگتر، پارچه بلندتر، یخچال بزرگتر که قیمتشون بیشتره، UPS هم همینطوریه. هرچی توانش بیشتر باشه قیمتش میره بالاتر. مثلا یو پی اس 10 کاوا از 2 کاوا گرونتر درمیاد چرا؟ چون باید باتری بیشتری استفاده بشه، چون قطعات قوی تری داخلش استفاده شده و در بعضی موارد حتی باکس بزرگتری واسش طراحی شده.

از طرفی UPS با تکنولوژی های مختلفی طراحی میشه. مثلا تکنولوژی آنلاین داریم، آفلاین داریم، لاین اینتراکتیو داریم و هرکدوم از اینا قطعات و طراحی خاص خودشون رو دارن که همین مسئله باعث میشه روی قیمت تاثیر بذاره.

حالا بعضی شرکتهایی که UPS میفروشن، این عوامل رو دستکاری میکنن تا قیمتها رو کم و زیاد کنن، بنابراین موقع خرید یو پی اس باید حواستون باشه که از کجا خرید میکنید!

سرویس و نگهداری یو پی اس UPS چجوریه؟

یو‌پی‌اس دستگاهیه که معمولاً همیشه روشنه و دائم زیر باره. اگه سرویس دوره‌ای نشه، ممکنه به مشکل بخوره یا زمان بکاپش خیلی کمتر از حالت عادی بشه. نگهداری درست باعث می‌شه عمر باتری بیشتر شه، راندمان دستگاه بالا بمونه و از هزینه های زیاد تعمیرات جلوگیری بشه.