نقشه مدار الکترونیکی یو پی اس

نقشه مدار الکترونیکی یو پی اس چیست؟ UPS مخفف عبارت Uninterpretable Power Supply ، به معنای منبع انرژی بدون وقفه است. این دستگاه یک محصول الکترونیکی است که برای تامین برق پشتیبان برای دستگاه‌ها در صورت قطع برق یا خاموشی عادی آن‌ها استفاده شده و توان آن بر حسب وات یا کیلو وات اندازه‌گیری می‌شود. یو پی اس‌ها به طور گسترده در کشورهای جهان سوم مانند هند، فیلیپین، بنگلادش، پاکستان که به دلیل کاهش بار ناشی از کمبود منابع برق به صورت مکرر خاموشی را تجربه می‌کنند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. با ایمن یو پی اس همراه باشید تا بیشتر با نقشه مدار الکترونیکی یو پی اس آشنا شویم. پیشنهاد میشود برای اطلاعات بیشتر درباره یو پی اس مقالات زیر را هم مطالعه کنید.

• نحوه شارژ باتری یو پی اس
• 5 ترفند برای افزایش عمر باتری یو پی اس

نحوه کار یو پی اس

منبع تغذیه بدون وقفه یا یو پی اس، به عنوان قطعه‌ای از تجهیزات الکتریکی تعریف می‌شود که می‌تواند به عنوان منبع تغذیه فوری برای بار متصل در صورت خرابی در منبع برق ورودی اصلی استفاده شود.

در یو پی اس، انرژی به طور کلی در فلایویل‌ها، باتری‌ها یا خازن‌ها ذخیره می‌شود. در مقایسه با سایر سیستم‌های منبع تغذیه فوری، یو پی اس از مزیت محافظت فوری از دستگاه‌ها و تجهیزات در برابر قطع برق ورودی برخوردار است. مدت زمان کار با باتری بسیار کوتاه است؛ با این حال این زمان برای خاموش کردن ایمن دستگاه متصل مانند کامپیوتر، تجهیزات مخابراتی و غیره یا روشن کردن یک منبع برق آماده به کار کافی به نظر می‌رسد. یو پی اس می‌تواند به عنوان یک وسیله محافظ برای برخی از سخت‌افزارها استفاده شود که ممکن است با قطع ناگهانی برق آسیب جدی دیده یا پیشرفت و داده‌های خود را از دست بدهد.

منبع تغذیه بدون وقفه، باتری پشتیبان و Flywheel back up نام‌های دیگری هستند که اغلب برای سیستم یو پی اس استفاده می‌شوند. اندازه آن‌ها از واحدهای یو پی اس 200 واتی که برای یک کامپیوتر انفرادی استفاده می‌شود تا چندین واحد بزرگ در حد 46 مگاوات متغیر است. در صورت بروز هرگونه نقص در منبع تغذیه اصلی، یو پی اس برق را برای مدت کوتاهی تامین می‌کند. همچنین می‌تواند برخی از مشکلات عمومی برق مربوط به خدمات شهری را نیز در درجات مختلف اصلاح کند. مشکلات قابل اصلاح عبارت‌اند از: افزایش ولتاژ (پایدار بیش از ولتاژ)، نویز، کاهش سریع ولتاژ ورودی و ناپایداری فرکانس در شبکه.

بررسی یک نمونه مدار UPS صنعتی ساده

این نقشه مدار الکترونیکی یو پی اس صنعتی ساده نشان می‌دهد که چگونه باتری‌ها در هنگام قطع برق یا نوسانات ولتاژ خارج از محدوده طبیعی، به طور خودکار کنترل را به دست می‌گیرند. این تغییر باعث ایجاد اختلال در عملکرد دستگاه‌ها نمی‌شود و یک خروجی پایدار و تنظیم‌شده ارائه می‌دهد.

ولتاژهای خروجی در این مدار به صورت تنظیم شده و تنظیم نشده هستند. ولتاژ تنظیم شده به مقدار 5 ولت که با استفاده از رگولاتور LM7805 تولید می‌شود؛ ولتاژ تنظیم نشده 12 ولت که به تجهیزات خاص نیاز دارد.

ترانسفورماتور TR1 با ورودی اولیه 240 ولت AC است و سیم پیچ ثانویه آن ولتاژی تا 15 ولت تولید می‌کند، بر حسب اینکه ولتاژ خروجی حداقل 12 ولت و جریان 2 آمپر باشد.

در این مدار فیوز FS1 قرار داده شده که به عنوان یک مدارشکن کوچک عمل می‌کند تا از اتصال کوتاه یا خرابی سلول باتری جلوگیری کند.

مدار دارای یک نشانگر LED است که نشان می‌دهد برق ورودی وجود دارد و با قطع برق LED خاموش شده و باتری UPS جایگزین می‌شود.

مدار به گونه‌ای طراحی شده که می‌تواند با استفاده از رگولاتورهای مختلف و باتری‌های متنوع، خروجی‌های ولتاژ تنظیم‌شده و تنظیم‌نشده تولید کند.

برای مثال، با اتصال دو باتری 12 ولتی به صورت سری و استفاده از رگولاتور ورودی مثبت 7815، می‌توان ولتاژ خروجی 15 ولت را کنترل کرد.

انواع UPS صنعتی و کاربرد مدارها

UPS صنعتی به سه حالت استندبای (Standby)، تعامل خطی (Line Interactive) و آنلاین (Online) طراحی و تولید می‌شود. نوع استندبای از باتری برای پشتیبان‌گیری و حفاظت در برابر نوسانات برق استفاده می‌کند. در مدل‌های تعامل خطی ترانسفورماتوری با ولتاژ متغیر وجود دارد که ولتاژ AC ورودی را تنظیم خواهد کرد. مدل‌های آنلاین نیز تمام یا بخشی از توان خروجی را مستقیم از طریق UPS تأمین کرده و برای دستگاه‌های حساس ایدئال هستند.

مدار معرفی شده برای UPS صنعتی ساده است؛ اما با توجه به همین مدار مدل‌های پیچیده‌تر ساخته می‌شود. این مسئله انعطاف‌پذیری در تغییر تنظیمات آن و امکان تطبیق با نیازهای خاص را نشان می‌دهد.

انواع نقشه مدار الکترونیکی یو پی اس

به طور کلی، نقشه مدار الکترونیکی یو پی اس به یو پی اس آنلاین، یو پی اس آفلاین و یو پی اس تعاملی خطی طبقه‌بندی می‌شود که در ادامه به شکل جزئی‌نگرانه به هرکدام خواهیم پرداخت.

نقشه مدار الکترونیکی یو پی اس آفلاین

این یو پی اس به عنوان سیستم یو پی اس آماده به کار نیز نامیده می‌شود که تنها می‌تواند ابتدایی‌ترین ویژگی‌ها را ارائه دهد. هنگامی که قطعی برق رخ می‌دهد، سوئیچ انتقال منبع پشتیبان را انتخاب می‌کند. بنابراین سیستم استند بای تنها زمانی شروع به کار می‌کند که خرابی در شبکه وجود داشته باشد. در این سیستم ابتدا ولتاژ AC یک‌سو شده و در باتری متصل به یک‌سوکننده ذخیره می‌شود. هنگامی که قطعی برق رخ می‌دهد، این ولتاژ DC توسط یک اینورتر برق به ولتاژ AC تبدیل شده و به بار متصل به آن منتقل می‌شود. این سیستم یو پی اس، کم‌هزینه‌ترین نوع سیستم است و علاوه بر پشتیبانی، حفاظت از نوسانات را نیز فراهم می‌کند. زمان انتقال انرژی حدود 25 میلی ثانیه است که صرف تشخیص ولتاژ برق از دست رفته توسط سیستم یو پی اس می‌شود.

یو پی اس استند بای در صورت بروز مشکلات رایج برق مانند خاموشی، کاهش ولتاژ یا افزایش ولتاژ به برق پشتیبان باتری متوسل می‌شود. هنگامی که برق ورودی از سطوح ولتاژ ایمن پایین می‌آید یا از آن بالاتر می‌رود، یو پی اس به برق باتری DC تغییر می‌کند و سپس برای راه‌اندازی تجهیزات متصل، آن را به برق AC تبدیل می‌کند. این مدل یو پی اس‌ها برای لوازم الکترونیکی مصرفی، رایانه‌های سطح ابتدایی، سیستم‌های POS ، سیستم‌های امنیتی و سایر تجهیزات الکترونیکی اولیه طراحی شده‌اند.

نقشه مدار الکترونیکی یو پی اس آنلاین

در این نوع از نقشه یو پی اس از روش تبدیل دوبل استفاده می‌شود. به این معنی که ابتدا ورودی AC با فرآیند اصلاح برای ذخیره آن در باتری قابل شارژ به DC تبدیل می‌شود. این DC با فرآیند وارونگی به AC تبدیل شده و به بار یا تجهیزاتی که متصل است، منتقل می‌شود. این نوع یو پی اس در مواردی که ایزوله الکتریکی ضروری باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیستم به دلیل برخورداری از مبدل‌ها و سیستم‌های خنک کننده، هزینه‌های بیشتری در بردارد. در این سیستم یو پی اس، یک‌ سوکننده که با جریان AC معمولی تغذیه می‌شود، مستقیما اینورتر را به حرکت در می‌آورد؛ از این رو به آن یو پی اس دو تبدیلی نیز گفته می‌شود.

در صورت قطعی برق، یک‌ سوکننده نقشی در مدار ندارد و نیروی ثابت ذخیره شده در باتری‌هایی که به اینورتر متصل هستند، توسط کلید انتقال به بار داده می‌شود. پس از بازیابی برق، یک‌سوکننده شروع به شارژ باتری‌ها می‌کند. برای جلوگیری از داغ شدن بیش از حد باتری‌ها به دلیل استفاده از یک‌ سوکننده با قدرت بالا، جریان شارژ محدود است. در هنگام قطعی برق اصلی، این سیستم یو پی اس با زمان انتقال صفر کار می‌کند؛ به این معنا که هرگز وقفه‌ای در کار دستگاه‌ها به وجود نخواهد آمد، حتی به اندازه صدم ثانیه. دلیل این امر این است که منبع پشتیبان به عنوان منبع اصلی عمل می‌کند، نه ورودی اصلی AC؛ اما وجود جریان هجومی و جریان بار زیاد ممکن است منجر به زمان انتقال حدود 4 الی 6 میلی ثانیه در این سیستم شود.

نقشه مدار الکترونیکی یو پی اس آنلاین یا یو پی اس با تبدیل دوگانه بدون توجه به شرایط برق ورودی، کار می‌کند. این یو پی اس برق AC ورودی را به DC و سپس مجددا به AC تبدیل می‌کند. سیستم‌های یو پی اس با این فناوری، 100 درصد مواقع با برق DC ایزوله کار می‌کنند. این سیستم ها زمان انتقال صفر دارند؛ زیرا هرگز نیازی به سوئیچ برق DC ندارند. سیستم‌های یو پی اس با تبدیل دوگانه برای محافظت از تجهیزات حیاتی فناوری اطلاعات، تأسیسات مرکز داده، سرورهای پیشرفته، تأسیسات بزرگ مخابراتی و برنامه‌های ذخیره‌سازی و تجهیزات شبکه پیشرفته در برابر آسیب‌های ناشی از قطع برق، کاهش ولتاژ و افزایش ولتاژ بیش از حد طراحی شده‌اند.

تحلیل مدار یو پی اس

برای تحلیل مدار یو پی اس، شما باید ابتدا به دنبال شماتیک مدار بگردید. سپس مقادیر جریان و ولتاژ در هر قسمت از مدار را محاسبه کنید. در هر صورت، تحلیل مدار یو پی اس یک فرآیند پیچیده است که نیاز به دانش کامل درباره الکترونیک، مدارهای الکتریکی و قوانین فیزیکی دارد. بنابراین، در صورتی که با این زمینه آشنایی ندارید، بهتر است به یک متخصص الکترونیکی مراجعه کنید.

یو پی اس؛ منبع تامین برق به‌صرفه در زمان خاموشی

اگر برق شما قطع شود، یو پی اس‌ها به شما فرصت می‌دهند که اطلاعات و داده‌های حساس را ذخیره کرده و دستگاه‌های خود را همچنان به برق متصل نگه دارید. وقتی برق قطع می‌شود و شما نیاز به منبع تامین انرژی دارید، ژنراتور اینورتر یک راه‌حل گران‌قسمت است که شاید توجیه اقتصادی چندانی نداشته باشد. باتری پشتیبان یا منبع برق بدون وقفه یا یو پی اس‌ها گزینه‌ای مطمئن و به‌صرفه هستند. این واحدهای برق کوچک و مقرون به صرفه به عنوان منبع تغذیه برای لوازم الکترونیکی حساس شما در صورت قطعی برق عمل می‌کنند.

فروشگاه اینترنتی ایمن یو پی اس ارائه دهنده خدمات فروش یو پی اس، نصب و راه‌اندازی دستگاه و تعمیرات در زمینه منبع برق اضطراری در سراسر کشور است که می‌توانید از طریق آن نسبت به خرید یو پی اس‌های آنلاین و لاین اینتراکتیو، باتری یو پی اس و استابلایزر اقدام کنید. در صورت تمایل به دریافت مشاوره رایگان در حوزه انواع نقشه مدار یو پی اس و موارد مشابه و کسب اطلاعات بیشتر، مشاوران ما آماده راهنمایی شما عزیزان هستند.