ضرورت استفاده از UPS (منبع تغذیه بدون وقفه)

لزوم استفاده از UPS

برای آنکه بتوانیم لزوم استفاده از UPS را حتی در مصارف عمومی تشریح کنیم به مشکلاتی که هر لحظه ممکن است در تمامی سیستم های برق رسانی پیش آید ، گوش چشمی می اندازیم. و ضرورت استفاده از UPS را در سیستم های کامپیوتری ، مخابراتی ، بیمارستان ها و… میرپردازیم.

قطع برق شهر (Rolling Blackout)

عبارت است از قطع کامل جریان برق و در هنگام وقوع آن منبع نیروی برق کاملا از کار می افتد. این وضعیت در اثر بروز اشکال درتجهیزات خطوط نیرو ، حرارت ، طوفان همراه با رعد و برق و سایر شرایط پیش می آید و عواقبی چون از دست دادن اطلاعات وگاهی خرابی تجهیزات مصرفی را به دنبال دارد.

افت لحظه ای ولتاژ( Sag یا Standby Generator)

عبارت است از کاهش دامنه ولتاژ که برای مدت یک سیکل تا حدود یک دقیقه بروی خطوط انتقال به وجود می آید. که این امر ناشی از شروع به کار کردن یک بار بزرگ با جریان بالا مانند دستگاه های تهویه یا موتورهای الکتریکی است.  (لازم به ذکر است که یک موتور می تواند جریان راه اندازی بیشتر یا معادل 6 برابر جریان نامی خود داشته باشد. )

افت ولتاژ لحظه ای (Sag)  می تواند سبب خرابی تجهیزات ، ایجاد خطا در پردازش داده و یا از دست دادن اطلاعات شود. و مثال بارز آن خاموش شدن و روشن شدن لامپ های خانه است.در ادامه با میکرو دیزاینر الکترونیک باشید.

افزایش سریع و ناگهانی ولتاژ (Voltage Spike)

spikeها ولتاژهای سریع ، ناگهانی و گذرا با طول زمانی کوتاهی هستند که می توانند به نواحی مثبت و یا منفی شکل موج اصلی برق اضافه شوند ، صاعقه ای که بصورت موضعی به زمین اصابت می کند ، بویژه زمانی که به کابل های ارتباطی برق القاء شود از مهم ترین عوامل تولید این نوسانات می باشد. البته خارج شدن بارهای القایی و تجهیزاتی که جریان های الکتریکی زیادی را Switch می کنند نظیر بارهای سلفی و خازنی ، یا بارهایی که بوسیله شرکت های برق Switch می شوند ، نیز می توانند سبب ایجاد اسپایک گردند. اسپایک ها می توانند به اجزای الکتریکی خسارت وارد کرده یا آنها را از بین ببرند. مثلا به راحتی وارد مدارات منبع تغذیه شده و سبب آسیب های سخت افزاری ونرم افزاری شوند.

افزایش ولتاژ لحظه ای (Surge)

عبارت است از افزایش دامنه ولتاژ که برای مدت یک سیکل تا حدود یک دقیقه بر روی خطوط انتقال به وجود می آید. Surge بر خلاف Spike چون از یک سیکل بزرگتر است مقدار ولتاژ متوسط را تغییر نمی دهد ، اما چون دارای زمان بیشتری است اثرات نامطلوبی را بر منابع تغذیه سوئیچینگ دارد و سبب کاهش طول عمر یا خرابی تجهیزات الکترونیکی می شود. علت عمده ی تولید آن علاوه بر رعد و برق ، خارج شدن بارهای الکتریکی بزرگ مانند الکتروموتورها از خطوط برق یا بروز نقص وخطا در تجهیزات تامین کننده برق منطقه ای می باشد.

 افت طولانی ولتاژ (Brownout)

Brownouts همانند Sag بوده با این تفاوت که طول مدت آن طولانی تر است ، افت ولتاژ طولانی ، اغلب به دلیل عدم توانایی تامین توان مورد نیاز ، توسط منبع اصلی تولید برق می باشد. البته مصرف کننده های بزرگ در ساختمان و منطقه مانند سیستم های تهویه مطبوع و یا گرمازا نیز می توانند باعث کاهش ولتاژ شبکه شوند. کاهش ولتاژ به مدت طولانی سبب ایجاد گرمای زیاد در موتورها و خرابی های عمده ای در تجهیزات الکتریکی می شود.

 افزایش ولتاژ (Over Voltage)

افزایش سطح ولتاژ ورودی برای مدت قابل توجهی که باعث از کـار افتادن تمام تجهیزات بدون محافظ می شود.

نویز خط (Line Noise)

نویزها اغلب به دو صورت مد معمولی (Normal Mode) و مد مشترک       (Common Mode) ظاهر می شوند. نویز حالت معمولی ، نتیجه اختلال بین ولتاژهای فاز به فاز و فاز به نول است و نویز حالت مشترک ناشی از بروز اختلال بین خطوط منبع و زمین می باشد.

   نویز چیست ؟

نویزها سیگنال های ناخواسته ای هستند که غالبا از چند میلی ولت تا چند ولت دامنه داشته و بر روی سیگنال های اطلاعات سوار شده و سبب تخریب یا ایجاد اختلال در ارسال اطلاعات ( Hang کردن کامپیوتر) ، عملکرد نامطلوب دستگاههای حساس ، خرابی هارددیسک و حتی صفحه نمایش و … می گردند. موتورها ، پرینترهای لیزری، دستگاههای جوشکاری ، سیستمهای رادار ، فرستنده های رادیویی ، منابع تغذیه سوییچینگ و … می توانند مولد نویز باشند.

لازم به ذکر است که در شبکه های کامپیوتری و سایت ها ، مجاورت کابلهای شبکه(دیتا) با برق در صورتی که فاقد عایق یا روکش مناسب باشند نیز می توانند سبب ایجاد نویز و عواقب ناشی از آن گردند.

البته کابل کشی مجهز به ارت استاندارد ، استفاده از دستگاههای UPS با تجهیزات فیلترینگ مناسب ( جهت به حداقل رساندن EMI  یا تداخل الکترومغناطیسی و RFI یا تداخل فرکانس رادیویی) و قرار دادن بارهای مصرفی در مکانهایی که حتی الامکان از منابع مولد نویز دور باشند ، می تواند به طور قابل ملاحظه ای از تاثیرات نا مطلوب نویزها بر عملکرد دستگاههای حساس بکاهد.

تغییر فرکانس (Frequency Variation)

به معنای تغییرات در فرکانس برق شهر یا منبع توان می باشد و یا به عبارتی دیگر همان انحراف فرکانس برق از مقدار نامی (50 تا 60 هرتز) است و معمولا اين نوسانات در برق شهر ايجاد نمي شود. این مورد که یکی از مشکلات منابع پشتیبانی مانند ژنراتورها می باشد ، موجب افزایش یا کاهش سرعت موتورها و همچنین بروز اشکالات زمانبندی در وسائلی می شود که با برق شهر همزمان شده اند. البته در صورتیکه نوسانات فرکانسی در بازه وسیعی رخ ندهد بر عملکرد تجهیزات IT تاثیر نامطلوبی نخواهد داشت.

پرش های کلیدزنی یا زمان سوئيچينگ گذرا (Switching Transient)

همان افت ولتاز لحظه ای در حدود چند میلی ثانیه است. زمان سوئيچ در دستگاههایي همانند کامپیوترها كه با منابع تغذيه سوئيچينگ كار می كنند باعث ايجاد پيشامدهای غير عادی يا نامنظم مانند ریست شدن مي شود ، البته در برخی موارد هم سبب ایجاد خرابی در تجهیزات الکتریکی خواهد شد.

اعوجاج هارمونیکی (Harmonic Distortion)

هارمونیک یک موج اضافی بادامنه کوچک است که فرکانس نامی (100 ،150 ، … هرتز) آن مضاربی از فرکانس موج اصلی می باشد. هارمونیک ها عموما توسط بارهای غیر خطی بوجود می آیند که از برق شهر جریان هایی غیرخطی با دامنه بالا می کشند. یکسو سازهای کنترل شده ، منابع تغذیه سوییچینگ و ماشین های الکتریکی را می توان بعنوان منابع ایجاد این نوع تاثیر نام برد.

همچنین می توان به کامپیوترها ، دستگاههای فتوکپی ، پرینترهای لیزری و موتورهای دوار با سرعت متغیر نیز اشاره کرد. خلاصه می توان گفت که توسط مدارات الکترونیک قدرت به برق شهر افزوده شده و موجب ایجاد گرماو اختلالات مضر در موتورها و سیستم های الکترونیکی می شود. البته استفاده از تجهیزاتی که منبع تغذیه آنها مجهز به مدار اصلاح ضریب توان ورودی باشد در کاهش هارمونیکهای اضافی بسیار موثر است.

اگر بخواهیم یک اجرای تشکیل دهنده سیستم یک UPS را بصورت کلی بیان کنیم می توانیم بگوییم که UPS ترکیبی از مبدلها ، کلیدها و وسایل ذخیره کننده انرژی( برای مثال باتریها) است که سیستم قدرتی را برای حفظ و نگهداری پیوستگی توان بار ، در حالتی که نقصی در توان ورودی پیش آید تشکیل می دهد.

مطالب مرتبط :

پروژه منبع تغذیه بدون وقفه تمام سینوسی (UPS)

انواع باتری ها و روش های شارژ آنها

دانلود کتاب DC/DC CONVERTERS

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.