سبد خرید 0

برق اضطراری بی‌ وقفه یا UPS

UPS - برق اضطراری بدون وقفه - تکنولوژی یکسو کننده - تریستور - رله -

سیستم برق اضطراری بی‌ وقفه یا UPS چیست؟ (UPS: Uninterruptible power supply)

در ابتدای این نوشتار به تحلیل مدارات UPS و ساختمان درونی UPS می پردازیم:

بررسی تکنولوژی یکسوکننده (تریستور) در UPS

تریستور یک نیمهرسانای قدرت است و به صورت یک قطعه‌ی چهارلایه ای P-N-P-N ساخته می‌شود.

تریستورها سه پایانه‌ی آند، کاتد و گیت دارند. پایه‌ی آند با A، کاتد با K و گیت (دروازه) با G نمایش داده می‌شوند که از این میان آند و کاتد به مدار قدرت متصل می‌شوند و گیت، جریان کمتری دارد. تریستورها در دو حالت پایدار روشن و خاموش مورد  بهره‌برداری قرار می‌گیرند.

UPS - برق اضطراری بدون وقفه - تکنولوژی یکسو کننده - تریستور - رله - 1

 

تریستورها مشابه رله عمل می‌کنند، همان‌گونه که در رله‌ها با اعمال ولتاژ به بوبین، کنتاکت باز رله، بسته می‌شود، در تریستور نیز با اعمال ولتاژ به پایه‌های کاتد و گیت، جریان بین پایه‌های آند و کاتد برقرار می‌شود که به آن جریان آند می‌گویند.

تفاوت تریستور و رله

  • رله یک کلید الکترومکانیکی است.
  • تریستور یک کلید الکترونیکی که صدا و جرقه تولید نمی‌کند.
  • تریستور یک کلید یک‌جهته است و جریان در آن همیشه از آند به سمت کاتد برقرار می‌شود.
  • اگر بخواهیم جریان دوطرفه داشته باشیم باید دو تریستور را به صورت برعکس با هم موازی کنیم.
  • بر‌خلاف رله‌ها که با قطع ولتاژ بوبین رله خاموش می‌شود، تریستور با قطع ولتاژ گیت آن خاموش نخواهد شد.

 

ترانزیستور دوقطبی با درگاه عایق شده IGBT

UPS - برق اضطراری بدون وقفه - تکنولوژی یکسو کننده - تریستر - رله - 2

UPS - برق اضطراری بدون وقفه - تکنولوژی یکسو کننده - تریستر - رله - ترانزیستور دوقطبی2

IGBT

ترانزیستور دو قطبی با درگاه عایق شده یا IGBT کوتاه شده عبارت انگلیسی : Insulated Gate Bipolar Transistor جز نیمههادی قدرت بوده و در درجه اول به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی استفاده می‌شود که در دستگاه‌های جدید برای بازده بالا و سوئیچینگ سریع استفاده می‌شود. این سوئیچ برق در بسیاری از لوازم مدرن از جمله خودروهای برقی، قطار، یخچال‌ها، تردمیل، دستگاه‌های تهویه مطبوع و حتی سیستم‌های استریو و تقویت کننده ها استفاده می‌شود. همچنین در ساخت انواع اینورترها، ترانس‌های جوش و UPS کاربرد دارد.

در فرکانس‌های بالای کلیدزنی، از یک ترانزیستور جهت کنترل سطح ولتاژ DC استفاده می‌شود. با بالا رفتن فرکانس،  ترانزیستور، دیگر خطی عمل نمی‌کند و نویز مخابراتی شدیدی را با توان بالا تولید می‌کند.به همین سبب در فرکانس کلیدزنی بالا از المان کم مصرف Power MOSFET استفاده می‌شود. اما با بالا رفتن قدرت، تلفات آن نیز زیاد می‌شود. المان جدیدی به بازار آمده است که تمامی مزایای 2 قطعه فوق را دارد و دیگر معایب BJT و POWER MOSFET را ندارد. این قطعه جدید IGBT نام دارد.

در طی سال‌های اخیر به‌دلیل ارزانی و مزایای این قطعه از آن استفاده زیادی شده است. IGBT (ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شده) یک نیمه هادی جدید و کاملاً صنعتی است که از ترکیب دو نوع ترانزیستور BJT و MOSFET ساخته شده است؛ به‌طوری‌که از دید ورودی، شما یک MOSFET را می‌بینید و از نظر خروجی یکBJT .

بررسی خصوصیات BJT و MOSFET

BJT ها وMOSFET‌ ها دارای خصوصیاتی هستند که از نقطه‌نظرهایی یکدیگر را تکمیل می‌کنند:

  • BJT ها در حالت روشن (وصل بودن) دارای تلفات هدایتی کمتری هستند.
  • زمان سوئیچینگ BJT ‌ها در زمان خاموش شدن طولانی‌تر است.
  • MOSFET ها قادرند به مراتب سریع‌تر قطع و وصل کنند.
  • تلفات هدایت MOSFET ها بیشتر است.

مزایای ترانزیستور HGBT

IGBT ترانزیستوری است که مزایای BJT و MOSFET را با هم دارد مثل:

  • امپدانس ورودی بالا مثلMOSFET افت ولتاژ و تلفات کم مانندBJT
  • دارای ولتاژ حالت روشن(وصل) کوچکی است (نظیر BJT)

اسامی پایه‌ها هم، از روی همان اسامی قبلی انتخاب شده G از MOSFET و C,E از ترانزیستورهای BJT. در نتیجه با این ترکیب ساده شما المانی را که دارای امپدانس بالای گیت و قابلیت تحمل ولتاژ بالا است، استفاده می‌کنید.

سرعت سويیچ کردن این نوع دارای محدودیت بوده به‌طور نمونه  KHz 1 تا  KHz 50 که در کل بین دو نوع BJT و MOSFET قرار می‌گیرد و به‌خاطر امپدانس ورودی بسیار بالایی که دارد بسیار حساس می‌باشد و بیشتر در کوره‌های القایی برای تقویت دامنه ولتاژ استفاده می‌شود و در کل مورد استفاده این نوع ترانزیستورها بیشتر برای راه اندازی المان‌های توان بالا می‌باشد. مهمترین و تقریباً تنها کارایی IGBT، سوییچینگ جریان‌های بالا می‌باشد.

 

پردازش سیگنال‌های دیجیتال Digital Signal Processor (DSP)

UPS - برق اضطراری بدون وقفه - تکنولوژی یکسو کننده - تریستر - رله - پردازش سیگنالهای دیجیتال

تفاوت میکروپروسسور با پروسسور DSP

تفاوت‌های کلیدی

  • ریز پردازنده Micro دارای عملکردی مانند واحد پردازش مرکزی کامپیوتر (CPU) می‌باشد.
  • ریزپردازنده میکرو، در مدارهای مجتمعی که دارای یک یا چند IC هستند کاربرد دارد.
  • هدف یک ریزپردازنده، قبول داده‌های دیجیتال به عنوان ورودی و انجام فرایند روی آن به عنوان دستورالعمل و پس از آن ارائه خروجی می‌باشد.
  • پردازنده DSP تنها نوع خاص از ریزپردازنده‌ها است.
  • DSP مخفف پردازش سیگنال‌های دیجیتال است.
  • اساسا هرگونه پردازش بر روی یک سیگنال دیجیتال یا سیگنال اطلاعات انجام می‌شود.
  • ریزپردازنده دارای عملکرد واحد پردازش مرکزی کامپیوتر (CPU)، در مدارهای مجتمع دارای یک یا چند IC می‌باشد.

ریزپردازنده، به عنوان منطق دیجیتال پی در پی شناخته شده است. ریزپردازنده، دارای حافظه داخلی و اساسا کارکردش در سیستم دوتایی (Binary) است. اکثر ریزپردازنده‌ها، هدف کلی در رایانه‌های شخصی می‌باشند. آن‌ها اغلب برای محاسبه، ویرایش متن، صفحه نمایش‌های چندرسانه‌ای و ارتباطات بیش از یک شبکه استفاده می‌شوند. سایر ریزپردازنده‌ها بخشی از سیستم‌های جاسازی شده می‌باشند. این یک کنترل دیجیتال است که عملاً در هر فن‌آوری، مانند لوازم خانگی، خودرو، تلفن‌های همراه، کنترل فرایندهای صنعتی و غیره کاربرد دارد.

پردازنده DSP یک ریزپردازنده تخصصی است که دارای یک معماری بهینه‌شده برای نیازهای عملیاتی پردازش سیگنال‌های دیجیتال است. DSP ها با هدف تغییر و یا بهبود سیگنال ایجاد شده‌اند.

آن‌ها توسط نمایش واحدهای گسسته، مانند زمان گسسته، فرکانس‌های گسسته و یا سیگنال‌های دامنه گسسته مشخص می‌شوند. DSP ها شامل رشته‌های فرعی مانند پردازش سیگنال ارتباطات، پردازش سیگنال رادار، سنسور پردازش آرایه، پردازش تصویر دیجیتال و غیره هستند.

هدف اصلی یک پردازنده DSP برای اندازه‌گیری فیلتر و یا فشرده‌سازی سیگنال‌های دیجیتال و یا آنالوگ است. این کار با تبدیل سیگنال از یک سیگنال آنالوگ در دنیای واقعی به یک سیگنال به‌صورت دیجیتال است.

به منظور تبدیل سیگنال، آن را با استفاده از یک مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) تبدیل می‌کنند. با این حال، سیگنال خروجی که اغلب یکی دیگر از سیگنال‌های آنالوگ در دنیای واقعی می‌باشد مورد نیاز است.

الگوریتم‌های پردازش سیگنال دیجیتال در سیستم عامل‌های مختلف، از جمله ریزپردازنده‌های همه‌منظوره و کامپیوتر استاندارد اجرا می‌شود. پردازنده‌های تخصصی به نام پردازنده‌های سیگنال دیجیتال (DSP ها)  به‌صورت سخت‌افزار هدف ساخته شده مانند مدارات مجتمع کاربرد خاص (ASIC ها) و آرایه دروازه میدان قابل برنامه ریزی (FPGA ها )؛ کنترل سیگنال دیجیتال و پردازش جریان را برای DSP های سنتی و یا برنامه‌های کاربردی پردازش گرافیکی مانند عکس و ویدئو.

تفاوت اصلی بین DSP و ریز پردازنده این است که یک پردازنده DSP دارای ویژگی‌های طراحی شده برای پشتیبانی عملکرد بالا، تکراری، کارهای عددی فشرده می‌باشد اما پردازنده‌های DSP به طور خاص برای انجام تعداد زیادی از محاسبات پیچیده ریاضی و با بیشترین سرعت ممکن طراحی شده‌اند. آن‌ها اغلب در برنامه‌های کاربردی مانند پردازش تصویر، تشخیص گفتار و ارتباط از راه دور استفاده می‌شوند. در مقایسه با ریزپردازنده‌ها به‌طور کلی، پردازنده‌های DSP در انجام عملیات ریاضی پایه، به خصوص ضرب، کارآمدتر می‌باشند.

اصلاح ضریب قدرت

UPS - برق اضطراری بدون وقفه - تکنولوژی یکسو کننده - تریستر - رله - اصلاح ضریب قدرت

UPS - برق اضطراری بدون وقفه - تکنولوژی یکسو کننده - تریستر - رله - اصلاح ضریب قدرت

اصلاح ضریب قدرت یا Power Factor Correction (PFC) به عبارت ساده، ضریب توان نسبت “توان مفید” به “توان کل” مصرف برق می‌باشد.

هرگونه تجهیزات الکتریکی برای کار نیاز به ایجاد یک میدان مغناطیسی دارد مانند موتورهای AC، بخاری القایی و برنامه های دیگر کاربردی ترانسفورماتور.

در اثر این میدان مغناطیسی یک جریان ایجاد می‌شود که باعث عقب‌کشیدن ولتاژ می‌شود، در نتیجه تولید یک ضریب توان “عقب مانده”می‌کند. از سوی دیگر خازن موجود در این تجهیزات برای جبران توان عقب‌مانده جریانی می‌کشد که باعث می‌شود ولتاژ به جلو کشیده شود، بنابراین تولید ضریب توان “پیشرو” می‌کند. این غیر معمول نیست که برای تأسیسات صنعتی، ضریب توان بین 7.0 و 8.0 باشد. (که سبب شده است راندمان بین 70٪ و 80٪ باشد).

ضریب توان

UPS - برق اضطراری بدون وقفه - تکنولوژی یکسو کننده - تریستور - رله - ضریب توان

در حقیقت نسبت توان اکتیو به توان ظاهری است. همچنین طبق روابط زیر برابر کسینوس زاویه اختلاف فاز ولتاژ و جریان (در حالتی که هر دو شکل موج ولتاژ و جریان سینوسی خالص باشند) می‌باشد.

در حال حاضر به علت وجود المان‌های سوئیچینگ در برخی مدارات، شکل موج جریان اکثر آن‌ها به دلیل وجود هارمونیک‌های جریان، سینوسی نمی‌باشد. بنابراین در این حالات برای ضریب توان دو عامل مطرح می‌گردد:

  • عامل جابجایی که همان زاویه اختلاف فاز بین شکل موج ولتاژ و جریان می‌باشد.
  • عامل اعوجاج که وابسته به اعوجاج شکل موج حاصل از ورود هارمونیک‌ها می‌باشد.

کم شدن ضریب توان به سمت صفر علاوه بر افزایش تلفات، باعث حرکت هارمونیک‌های جریان در خط خنثی شده و موجب اختلال در کارکرد سایر وسایل الکترونیکی می‌گردد. بنابراین متوجه می‌شویم که ضریب توان هر چه به عدد یک نزدیک‌تر باشد (زاویه اختلاف فاز کمتر و توان اکتیو به توان ظاهری نزدیک تر)، مقدار توان غیر مفید “اکتیو” کاهش می‌یابد. تنها در بارهای مقاومتی مشاهده می‌شود جریان و ولتاژ بدون هیچ اختلاف فازی دقیقا بر روی یکدیگر قرار دارند و این نشان‌دهنده‌ی مصرف توان واقعی در یک بار مقاومتی می‌باشد.

برای انجام این مهم از مداراتی به نام PFC(Power Factor Correction) یا تصحیح ضریب توان استفاده می‌گردد.

وظیفه مدارات PFC

  • حذف هارمونیک‌ها
  • به حداقل رساندن اعوجاج

کاهش اختلاف فاز بین ولتاژ و جریان به صورت یک شبیه ساز مقاومت می‌باشد.

  • در حال‌حاضر استفاده از منابع تغذیه سوئیچینگ به طور چشمگیری افزایش یافته است.
  • از کاربرد های این منابع تغذیه سوئیچینگ، پاور کامپیوترهای شخصی می‌باشد.
  • استاندارد‌ها و تأییدیه‌های مختلف روی موضوع PFC در پاورها تاکید ویژه ای دارند.
  • مدارات PFC پاورها مانند سایر منابع تغذیه سوئیچینگ وظیفه افزایش ضریب توان و نزدیک نمودن آن به عدد یک را دارند.

پاورها به دلیل وجود خازن‌های با ظرفیت بالا در ورودی جهت جبران ریپل ورودی، ذاتاً دارای خاصیت خازنی بالایی هستند و بین ولتاژ و جریان ورودی آن‌ها اختلاف فاز قابل توجهی وجود دارد. پس این خاصیت خازنی باید به طریقی خنثی گردد تا مدار به صورت یک بار مقاومتی به نظر برسد. همچنین به دلیل کلید‌زنی سریع المان‌های نیمه‌هادی، قدرت و غیر خطی بودن این عناصر در شکل موج جریان، به واسطه وجود هارمونیک‌های فرکانس بالاتر، اعوجاج به وجود می‌آید. همان‌طور که می‌دانید تنها هارمونیک اصلی جریان، در انتقال انرژی خالص به بار نقش دارد و سایر هارمونیک‌ها در این رابطه نقشی ندارند. در نتیجه هارمونیک‌های اضافی نیز باید به طریقی حذف گردند. روابط زیر نشان دهنده‌ی محاسبه‌ی مقادیر توان اکتیو می‌باشد:

UPS - برق اضطراری بدون وقفه - تکنولوژی یکسو کننده - تریستر - محاسبه مقادیر توان اکتیو

همان‌گونه که ذکر شد یک پاور بدون PFC  به دلیل خازن‌های بزرگ ورودی مانند یک بار بزرگ خازنی عمل می‌کند. این خازن‌ها که بعد از پل دیودی قرار می‌گیرند، در یک چهارم اول موج ولتاژ به اندازه پیک ولتاژ شارژ می‌شوند. سپس در این هنگام ولتاژ ورودی به سرعت افت پیدا مي‌کند (یک چهارم دوم) و خازن به آرامي درون بار دشارژ مي‌گردد؛ در این حالت کماکان ولتاژ خازن بزرگتر از ولتاژ شبکه است و جریان شارژ خازن توسط دیودهای یکسوساز قطع می‌باشد و تا زمانی که ولتاژ شبکه در نیم سیکل پنجم بزرگتر از ولتاژ خازن شد ادامه می‌یابد. در نیم سیکل پنجم خازن بار دیگر به اندازه پیک ولتاژ شارژ می‌گردد.

UPS - برق اضطراری بدون وقفه - تکنولوژی یکسو کننده - تریستر - شارژ و دشارژ خازنهای ورودی

قطع کردن اضطراری برق یا Emergency Power Off (EPO)

UPS - برق اضطراری بدون وقفه - تکنولوژی یکسو کننده - تریستر - قطع کردن اضطرار برق

قطع کردن اضطراری برق، یکی از ویژگی‌های ایمنی در نظر گرفته شده برای تجهیزات است تا در هنگام نصب و راه‌اندازی در توان پایین و مواقع اضطراری از افراد و تجهیزات محافظت کند. برخی از علل نیاز به فعال‌سازی EPO شامل : آتش‌سوزی، سیل و غیره می‌باشد. در موارد اضطراری، برای دسترسی به کلید قطع دستگاه اصلی، ممکن است زمان کافی نداشته باشیم به همین دلیل در تجهیزات و وسایل برقی EPO به عنوان تنها راهکار برای تجهیزات در توان پایین می‌باشد.

 

سازمان‌های ایمنی مختلف در کل دنیا نیاز تجهیزات برقی به یک وسیله قطع برق مرکزی را ضروری دانسته اند و به اجرای آن دستور داده اند.

مرکز داده (از دیدگاه بخش الکتریکال) تاسیسات رده یک، سطح حداقلی از توزیع برق را ارائه می‌کند که الزامات بار الکتریکی سیستم را با مقدار کمی‌ افزونگی و یا بی‌هیچ افزونگی تامین کند و آن سیستم‌های الکتریکی تک مسیر هستند.

به همین دلیل خرابی یا تعمیر یک تابلوی برق یا تغذیه‌کننده می‌تواند موجب وقفه در عملکرد همه یا بخشی از عملیات شود.

در این رده نیازی به هیچ‌گونه افزونگی در ورودی سرویس برق نیست. ژنراتورها ممکن است به صورت منفرد یا موازی در حدّ تأمین ظرفیت نصب شده باشند، اما هیچ‌گونه الزامات افزونگی وجود ندارد. معمولاً یک یا چند سوئیچ انتقال اتوماتیک جهت تشخیص قطع بر عادی، روشن کردن ژنراتورها و انتقال بار به آن‌ها استفاده می‌شود. برای این منظور سوئیچ‌های انتقال اتوماتیک نوع (isolation-bypass)ATSS یا فیوزهای انتقال اتوماتیک استفاده می‌شود. ولی نیازی به استفاده از آن‌ها نیست. نصب شبیه‌سازهای بار دائمی جهت تست سیستم های برق اضطراری بی‌ وقفه یا UPS و ژنراتور هم نیاز نیست. ولی تدارکات لازم برای اتصال شبیه‌سازها بار قابل حمل مورد نیاز است.

 

سیستم منبع تغذیه برق اضطراری بی‌ وقفه یا UPS می‌تواند به صورت یک دستگاه منفرد یا چند دستگاه موازی در حد تأمین ظرفیت نصب گردد. می‌توان تکنولوژی های UPS  ایستا، چرخشی یا ترکیبی و همچنین طراحیDouble Conversion  یاLine Interactive  را به کار برد. سازگاری سیستم برق اضطراری بی‌وقفه یا UPS با سیستم ژنراتور نیاز است.

برق اضطراری بی‌وقفه یا UPS باید ویژگی bypass در زمان نگهداری داشته باشد تا سیستم‌ها در هنگام تعمیر یا نگهداریUPS  به فعالیت خود ادامه دهند. استفاده از تابلوهای برق و ترانسفورماتورهای مجزا، جهت توزیع برق به بارهای الکتریکی حساس، در مراکز داده 1 قابل قبول است. ترانسفورماتورها باید طوری طراحی شوند که بتوانند جوابگوی بار غیرخطی ورودی خود باشد. ترانسفورماتورهایی با قابلیت حذف جریان اعوجاجی نیز می‌توانند به جای ترانسفورماتورهای K-rated  استفاده شوند. ممکن است برای توزیع برق بین بارهای الکترونیکی حساس از PDU و یا ترانسفورماتور و تابلوهای برق جدا از هم استفاده شود. هر روش سیم‌کشی که مطابق با قوانین باشد، می‌تواند به کار رود؛ نیازی به افزونگی در سیستم توزیع نیست. سیستم اتصال به زمین باید با حداقل الزامات قانونی سازگار و هماهنگ باشد.

ایجاد یک زیرساخت اتصال به زمین برای مرکز داده نیاز نیست، اما ممکن است به عنوان یک روش اقتصادی برای تأمین الزامات اتصال به زمین تجهیزات بر حسب قوانین سازندگان آن‌ها، مطلوب باشد. تصمیم‌گیری برای نصب سیستم‌های رعدگیر باید براساس تحلیل‌های ریسک مربوط به آن مطابق باNFPA 780  و الزامات شرکت بیمه انجام گردد. اگر مرکز داده در طبقه‌بندیNEC 645  یک اتاق تجهیزاتIT  باید برای آن یک سیستم قطع اضطراری برق (EPO)  فراهم شود. نظارت بر سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی اختیاری است.

 

سازگاری با محیط زیست Energy Companies Obligation (ECO)

حالت سازگار با محیط زیست، یکی از حالت‌های مختلفی از عملکرد سیستم برق اضطراری بی وقفه یا UPS است که می‌تواند در بهبود بهره وری (صرفه‌جویی در مصرف انرژی) نقش داشته باشد.

حالت سازگار با محیط زیست  برای سیستم های برق اضطراری بی‌ وقفه یا UPS ( UPS ها ) تبدیل به یک گزینه قابل دوام برای کمک به افزایش بهره‌وری انرژی و صرفه‌جویی در هزینه‌ها در مرکز داده‌ها شده است. با این حال، چند نکته مهم وجود دارد که باید مورد توجه اپراتور مرکز داده قرار بگیرد:

  • برای مطابقت با زمان سوئیچ برای بیش از یک حالت اکو، برق اضطراری بی‌ وقفه یا UPS به منبع تغذیه و یا زمان سوئیچ استاتیک نیاز دارد.
  • اپراتورهای مرکز داده باید با تجزیه و تحلیل اطلاعات و مشورت با تولیدکنندگان برق اضطراری بی‌ وقفه یا UPS به توزیع توان در مراکز داده خود قبل از پیاده‌سازی حالت سازگار با محیط زیست بپردازند.
  • تمام تجهیزات باید به نحوی تنظیم شوند که برای کار به خوبی با هم هماهنگ باشند.
  • عملیات سیستم برق اضطراری بی‌ وقفه یا UPS در حالت سازگار با محیط زیست نیاز به سطح قابل قبولی از کیفیت برق دارد.
  • تولید کنندگان سیستم های برق اضطراری بی‌ وقفه یا UPS نیاز به شناسایی و پیاده سازی و پیشرفت در تکنولوژی حالت اکو دارند که می‌تواند به بستن هر شکاف کمک کند که در سیستم های فعلی از حالت اکو جلوگیری می‌کنند.

 

تداخل الکترومغناطیسی Electro Magnetic Interference (EMI)

تداخل الکترومغناطیسی برای یک موج الکترومغناطیس، عبارت است از تداخل حاصل از القای الکترومغناطیسی یا برهم نهی با دیگر امواج الکترومغناطیسی منتشر شده در فضا. این پدیده می‌تواند باعث ایجاد نویز روی موج شده یا به کلی آن را از بین ببرد. تداخل الکترومغناطیسی یکی از مشکلات اصلی در منابع تغذیه سوئیچینگ است. یکی از توپولوژی‌های پرکاربرد مبدل‌های سوئیچینگ در گستره‌ی KWA 0.1 تا KWA 100 مبدل پوش‌پول است. امروزه سیستم‌های الکترونیکی بسیار متنوعی در پیرامون ما یافت می‌شود که در آن از منابع تغذیه استفاده می‌شود. اما در میان منابع تغذیه، مبدل‌های سوئیچینگ به دلیل بازده بالاتر نسبت به رگولاتورهای خطی به‌خصوص در توان‌های بالا ترجیح داده می‌‌‌‌‌‌شوند.

مبدل‌های قدرت سوئیچینگ به دلیل تغییرات (EMI) سریع ولتاژ و جریان، ایجاد تداخل الکترومغناطیسی می‌کنند که می‌تواند در عملکرد وسایل الکتریکی اختلال ایجاد کند.

تداخل الکترومغناطیسی به دلیل کلیدزنی سریع سوئیچ‌های مبدل قدرت در ولتاژ و جریان‌های بالا به وجود می‌آید.

استفاده از فیلترهای EMI یکی از راه‌حل‌های مرسوم جهت کاهش EMI بعد از طراحی مبدل می‌باشد که بصورت پسیو و اکتیو پیاده‌سازی می‌شود.

وقتی از دو هادی نزدیک به هم جریان الکتریسیته عبور می‌کند، مخصوصاً اگر فرکانس بالایی نیز داشته باشد، این دو هادی بر یکدیگر اثر الکترو مغناطیسی می‌گذارند و به همین علت فیلترهایی به نام EMI در مدارات گوشی‌های موبایل تعبیه می‌شود که این اثر را در مسیرهای نزدیک به هم خنثی کند.

در این فیلترها محافظ ESD نیز تعبیه شده تا از ورود الکتریسیته ساکن به داخل گوشی جلوگیری شود؛ بر خلاف محافظESD  که به صورت موازی در مدار است، فیلتر EMI به صورت سری در مدار است. هر خط فیلتر EMI  دارای یک ورودی و یک خروجی است و همچنین یک فیلتر پایین‌گذر بین ورودی و خروجی قرار گرفته است.

در صورت خراب شدن فیلتر EMI، چون به صورت سری در مدار است ارتباط قطع می‌شود. از بارزترین عوامل خرابی این فیلترها می‌توان ازآسیب دیدن و شکستگی بدنه ظریف فیلترها بر اثر ضربه مستقیم به آن‌ها نام برد، همچنین رطوبت و آب‌خوردگی هم عامل بزرگی برای خراب شدن فیلترها است.

UPS - برق اضطراری بدون وقفه - تکنولوژی یکسو کننده - تریستور - تداخل الکترومغناطیسی

تداخل الکترومغناطیسی به دو صورت مشاهده می‌شود :

 

تداخل سازنده

زمانی که طول موج دو موجی که از دو منبع مختلف و با طول موج یکسان انتشار یافته باشند، روی یکدیگر منطبق شوند، یعنی قله‌ها و درّه‌های امواج روی یکدیگر بیفتند، تداخل سازنده صورت پذیرفته است. این‌گونه تداخل، موج الکترومغناطیسی را تقویت می‌کند. تداخل سازنده در تقویت کننده‌های تلفن همراه، درون پارکینگ‌های طبقاتی و … استفاده می‌شود.

 

UPS - برق اضطراری بدون وقفه - تکنولوژی یکسو کننده - رله و تریستور - تداخل الکترومغناطیسی

 

تداخل ویرانگر

تداخل ویرانگر، زمانی ایجاد می‌شود که دو موج الکترومغناطیسی از دو منبع مختلف و با طول موج یکسان انتشار یافته باشند،  ولی قله‌ی یکی از آنان روی درّه‌ی دیگری بیفتد. این‌گونه تداخل بیشتر جنبه‌ی نظامی – امنیتی دارد و برای محدودسازی ارسال امواج از آن استفاده می‌کنند. این تداخل باعث تضعیف و یا از بین‌رفتن موج خواهد شد.

UPS - تکنولوژی یکسو کننده - تریستور و رله - تداخل ویرانگر

ESD چیست؟

حـتماً برای شما اتفاق افتاده است در حالی‌که روی فـرش در اتاق راه می‌رویـد و به یـخچال می‌رسـید، در لـحظه‌ای که یک دست شما با درب یخچال تماس پیدا می‌کند، احساس برق گرفتگی خفیفی در شما رخ می‌دهد. ایــن پـدیـده هـمان چـیـزی اسـت که در فـیـزیک بـه آن Electro Static Discharge) ESD ) یعنی تخلیه الکتریسیته ساکن گفته می‌شـود.

وقـتی دو قـطعه با بارهای الکتریکی نامساوی با هم تماس پیدا کنند، الکترون‌ها از قطعه‌ای که دارای بار بیشتر است به سمت قطعه دیگر می‌روند تا تعادل بار برقرار شود.

مدار محافظ الکتریسیته ساکن (ESD Protection)

الکتریسیته ساکن یکی از مسائلی است که ممکن است باعث سوختن قطعات مهمی از جمله CPU  یا آی‌سی تغذیه و … گردد. الکتریسیته ساکن می‌تواند از طریق هر کدام از اجزای خارجی که کاربر از طریق آن به گوشی اتصال می‌یابد، مثل دست کاربر که با صفحه کلید در تماس است، کابل USB ، هندزفری، سیم‌کارت و … به مدار گوشی انتقال پیدا کرده و باعث سوختن هر کدام از آی سی‌های مهم و اصلی گوشی شود. از این رو قطعاتی به نام محافظ ESD یا ESD  Protection در مسیر قسمت‌هایی که کاربر با آن‌ها سروکار دارد قرار می‌دهند تا در صورت ورود الکتریسیته ساکن آن را خنثی نماید.

 

 

 EMI / RFI Filtering (Radio frequency interference/Electromagnetic interference)

 

تداخل الکترومغناطیسی

 هرگونه انتشار الکترومغناطیسی نامطلوب و یا هر اختلال الکتریکی و الکترونیکی طبیعی یا ساخته شده بوسیله انسان که باعث بروز پاسخ نامطلوب در عملکرد تجهیزات الکتریکی می‌شود را گویند.

تداخل فرکانس رادیویی

  •  هر انرژی الکتریکی با محتوای نامطلوب در محدوده فرکانس اختصاص داده شده به انتقال فرکانس رادیویی است.
  • تداخل فرکانس رادیویی، اغلب در محدوده پایین تر از چند کیلوهرتز تا 35 مگاهرتز را در برمی‌گیرد.
  • تابش سیگنال RFI  از محدوده 35 مگاهرتز تا 15 گیگاهرتز را در بر شامل می‌شود.

اختلالات حاصل برموج

  • نوسانات فرکانسی
  • اعوجاج هارمونیکی: به اغتشاش پریودیک و شبیه سینوسی ولتاژ منبع و یا به جریانی که بارهای غیرخطی از منبع می‌کشد گفته می‌شود. هارمونیک‌ها باعث افزایش نامناسب جریان که به شکل دمای بالا خود را نشان می‌دهد که باعث خرابی اجزای تشکیل دهنده دستگاه می‌شود.

نویز الکتریکی

در واقع تغییرات نامنظم و کاملا اتفاقی ولتاژ است، RFI/ EMI از انواع نویز هستند.

انواع نویز  

  Normal mode Noise

بین خطوط فاز و نول شبکه که باعث آسیب دیدن منابع تغذیه ، بردها،اجزای مدار.

  Common Mode noise

بین خطوط فاز وارت ، نول و ارت و باعث از دست رفتن اطلاعات در کامپیوترها می‌شود.

تاثیرات نویز               

الف) تاثیر نویز در بیت های اطلاعاتی

ب) اسپایک (Spike) افزایش لحظه‌ای بسیار زیاد ولتاژ

ج) Total Harmonic Distortion(THD) وجود بارهایی که ازمنبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می‌کنند به دلیل ایجاد هارمونیک در شبکه باعث داغ شدن سیم های نول می‌شود.

فیلتر ورودی EMI/RFI

رایج‌ترین روش حذف نویز در بخش ورودی منبع تغذیه ها و . . . که از یک فیلتر LC برای حذف نویز تفاضلی و مد مشترک می‌باشد که وظیفه ممانعت از خروج فرکانس‌های اضافی محدوده کاری مدار به بیرون و همچنین ممانعت از ورود فرکانس‌های اضافی به داخل مدار بر عهده دارد.

UPS - تکنولوژی یکسو کننده - تریستور و رله - روش های حذف نویز

 

Cx=0.1 uF- 2uF

Cy= 2.2 nF – 33 nF

L=1.8 mH – 47 mH

 

معیار انتخاب اجزای فیلتر

اطمینان از اینکه فرکانس تشدید فیلتر ورودی بسیار کوچکتر از فرکانس کار مدار باشد:

UPS - تکنولوژی یکسو کننده - تریستر - معیار انتخاب اجزای فیلتر

 

(SNMP (Simple Network Management Protocol پروتکل مدیریت شبکه ساده

پروتکل مدیریت شبکه ساده (SNMP) پروتکل اینترنت استاندارد برای مدیریت دستگاه موجود بر روی شبکه‌های IP است. دستگاه‌هایی که به‌طور معمول از SNMP پشتیبانی می‌شوند، عبارتند از :

  • روترها، سوئیچ‌ها، سرورها، ایستگاه‌های کاری، پرینتر و غیره.
  • این دستگاه‌ها، عمدتا در سیستم‌های مدیریت شبکه برای نظارت بر دستگاه‌های متصل شده به شبکه کاربرد دارد.

درباره SNMP

  • SNMP بخشی از پروتکل اینترنت می‌باشد.
  • SNMP توسط نیروی ضربت مهندسی اینترنت (IETF) طراحی شده است
  • SNMP شامل مجموعه‌ای از استانداردهای لازم برای مدیریت شبکه است.
  • مثال: از جمله یک پروتکل کاربردی، شمای پایگاه داده، و مجموعه‌ای از اشیاء داده
  • این متغیرها می‌تواند توسط مدیریت برنامه های کاربردی تهیه و تنظیم شوند.
  • کارت SNMP یک سخت افزار برای سیستم برق اضطراری بی وقفه یا UPS می‌باشد.
  • کارت SNMP با سیستم‌عامل‌های ویندوز و لینوکس سازگار است.
  • نرم افزار مدیریت توان (ارائه دهنده راه‌حل در مدیریت کل انرژی و توان ) تحت آن اجرا می‌شود.
  • کارت  SNMP به UPS از طریق کابل RS232 مرتبط است.
  • این کارت به جهان خارج از طریق 10 تا 100 پورت اترنت متصل می‌شود.

سرعت این پورت‌های اترنتی به وسیله auto negotiation پشتیبانی کامل می‌شود و کاملا دو رشته‌ای هستند.

وضعیت لینک و وضعیت فعالیت پورت اترنت بوسیله دو LED نشان داده می‌شود.

UPS----تکنولوژی-یکسو-کننده---SNMP -

 

جدول تفاوت ( برق اضطراری بی‌ وقفه یا UPS ) های ترانس بیس با بدون ترانس

UPS - تکنولوژی یکسو کننده - تریستور - UPS های ترانس بیس با بدون ترانس تفاوت

 

 

از تخفیف‌ها و جدیدترین‌های ما‌ باخبر شوید:
شماره تماس: 09155330341
آدرس ایمیل: Info@imenups.com

درباره فروشگاه اینترنتی ایمن یو پی اس

 

 ایمن یو پی اس با کادری مجرب و کارشناسان حرفه ای آماده است تا بهترین مشاوره را در زمینه خرید UPS و تجهیزات جانبی آن را به شما عزیزان ارائه دهد. تامین یو پی اس، باتری یو پی اس، شارژر باتری، کابینت باتری و همچنین استابیلایزر و اینورتر با بهترین کیفیت و قیمت مناسب تخصص ماست. قبل از خرید، همکاران ما مشاوره بهترین خرید را به شما خواهند داد. تجهیزات الکترونیکی شما از رایانه منزل، تجهیزات شبکه، دوربین مدار بسته، تا تجهیزات مخابراتی فوق قوی، کارخانه ها، ادارات و بیمارستانها…. نیاز به جریان برق سالم و مداوم دارد که این وظیفه اصلی دستگاه یو پی اس میباشد.

UPS با ذخیره انرژی الکتریکی در باتری در هنگام قطع شدن برق. انرژی مورد نیاز شما را تامین میکند و همچنین با استفاده از استبیلایزر داخلی ولتاژ خروجی را تثبیت کرده. تا تجهیزات شما با برق سالم و ریگوله شده به کار خود ادامعه دهند. برای آشنایی بیشتر و تخصصی تر با ادستگاه UPS میتوانید از اینجا مطالب آموزشی ایمن یو پی اس را بخوانید.

با خیال راحت و ایمن، از ایمن یو پی اس خرید کنید.

تمامی حقوق مادی و معنوی وب سایت متعلق به ایمن یو پی اس می باشد.

محصول با موفقیت به سبد خرید اضافه شد.