بررسی کامل و آشنائی با سخت افزار ups
شناخت دستگاه UPS باعث میشود بتوانیم در انتخاب و خرید مناسب آن و حتی رفع مشکلات سختافزاری آن تجربه و مهارت پیدا کنیم. امروزه دستگاههای UPS در بسیاری از شرکتها، سازمانها و حتی منازل کاربرد دارند و نقش مهمی در حفاظت از تجهیزات الکترونیکی ایفا میکنند.
شناخت UPS
یو پی اس (UPS) مخفف عبارت Uninterruptible Power Supply به معنی منبع تغذیه بدون وقفه است. این دستگاه برق مورد نیاز برای استفاده از تجهیزاتی مانند کامپیوتر، دستگاههای پزشکی، سیستمهای امنیتی و غیره را، حتی در صورت قطع برق ورودی، برای مدت محدود تامین میکند. علاوه بر این، یو پی اس میتواند سطح ولتاژ، تغییرات ناگهانی و جهشهای برق ورودی را کنترل و بهبود دهد.
اگر یو پی اس از نوع هوشمند باشد، میتواند دستگاههای متصل را در زمان مناسب و به شکل صحیح خاموش کند تا از آسیب و از دست رفتن اطلاعات جلوگیری شود. اهمیت استفاده از یو پی اس به قدری بالاست که آمار نشان میدهد بیش از ۴۰ درصد مشکلات از بین رفتن اطلاعات ناشی از قطع برق است.
تقریباً همه کسانی که با کامپیوتر کار میکنند، تجربه از دست رفتن اطلاعات یا ساعتها تلاش خود به دلیل قطع برق را داشتهاند و به همین دلیل با یو پی اس (UPS) آشنا هستند. در نظر بسیاری از کاربران، UPS دستگاهی است که باعث میشود کامپیوتر با قطع برق خاموش نشود.
مقاله شناخت UPS کامتک به شما کمک میکند دانش خود در مورد این فناوری حیاتی را با آخرین تحولات روز هماهنگ کنید. این مقاله به ویژه برای کسانی که در کلاسهای آموزش نصب UPS شرکت میکنند مفید است، زیرا شما را با اجزای دستگاه، عملکرد و نحوه نصب و راهاندازی بهطور کامل آشنا میکند و کمک میکند بهترین نتیجه را در عمل به دست آورید.
قیمت یو پی اسها با افزایش توان خروجی به شکل غیرخطی افزایش مییابد؛ به عنوان مثال، اگر توان خروجی دو برابر شود، قیمت آن معمولاً بیش از دو برابر افزایش پیدا میکند.
بنابراین، اگر در یک شرکت یا سازمان چندین کامپیوتر وجود دارد و قصد دارید آنها را به یو پی اس مجهز کنید، بهتر است برای هر کامپیوتر یک یو پی اس کوچک نصب شود. استفاده از چند یو پی اس کوچک مزایایی دارد، از جمله اینکه در صورت بروز مشکل، اختلال به یک کامپیوتر محدود میشود و کل شبکه تحت تاثیر قرار نمیگیرد.
این روش تا زمانی کارایی دارد که نیاز به یو پی اس با تکنولوژی خاص یا پیشرفته نداشته باشید. اگر کاربرد خاصی نیازمند یو پی اس پیشرفته با تکنولوژی بالا باشد، از آنجا که این نوع یو پی اسها معمولاً در توانهای پایین موجود نیستند، در این صورت میتوان به استفاده از یک یو پی اس مرکزی قدرتمند با تکنولوژی بالا فکر کرد.
یو پی اسها از نظر فناوری و نحوه عملکرد به چند نوع اصلی تقسیم میشوند:
-
آفلاین (Offline / Standby):
در این نوع یو پی اس، مصرفکننده به صورت عادی از برق شهر تغذیه میشود. به محض قطع برق، یو پی اس وارد مدار شده و برق مورد نیاز مصرفکننده را تامین میکند. این نوع یو پی اس ساده و اقتصادی است، اما هنگام سوئیچ از برق شهر به باتری ممکن است وقفه کوتاهی در تامین برق ایجاد شود. -
لاین اینتراکتیو (Line-Interactive):
این نوع یو پی اس مجهز به ترانس افزاینده و کاهنده ولتاژ است و میتواند نوسانات برق شهر را بدون استفاده از باتری تصحیح کند. هنگام قطع برق ورودی، یو پی اس بدون ایجاد وقفه قابل توجهی برق مورد نیاز مصرفکننده را تامین میکند. این فناوری برای محیطهایی که نوسانات ولتاژ دارند بسیار مناسب است.
دبل کانورژن (Online / Double Conversion):
در این نوع یو پی اس، مصرفکننده همیشه از برق ثابت و فیلتر شده خروجی یو پی اس بهرهمند میشود. با استفاده از تکنولوژی آنلاین، این یو پی اسها کیفیت و پایداری بالایی دارند و برای دستگاههای فوق حساس آزمایشگاهی، نظامی و صنعتی مناسب هستند.
در این مدل، یک برد میکروپروسسوری فوق حساس به طور مداوم ولتاژ و جریان ورودی را پایش میکند و هرگونه نوسان یا مشکل در برق ورودی را قبل از رسیدن به دستگاه مصرفکننده اصلاح مینماید. این ویژگی باعث میشود که تجهیزات حساس همیشه از برق کاملاً پایدار و مطمئن برخوردار باشند.
نکاتی در مورد نگهداری یو پی اس
یکی از مهمترین بخشهای یک یو پی اس، باتری آن است. باتری امکان ذخیرهسازی انرژی الکتریکی به صورت مستقیم را از طریق یک فرآیند شیمیایی فراهم میکند.
ساختار شیمیایی باتریها باعث حساسیت آنها به حرارت میشود. گرم شدن باتری میتواند ظرفیت ذخیرهسازی انرژی و همچنین عمر مفید باتری را کاهش دهد. به طور تقریبی، با هر یک درجه افزایش حرارت محیط، عمر باتری حدود ۱۰ درصد کاهش مییابد.
حرارت ایدهآل برای باتری بین ۲۲ تا ۲۵ درجه سانتیگراد است که coincidentاً همان دمای مناسب برای محیطهای کاری نیز میباشد. بنابراین، نگهداری باتری در خارج از محیط کار معمولاً توصیه نمیشود.
یو پی اس تولید داخلی بهتر است یا خارجی؟
تصور عمومی این است که یو پی اس خارجی همیشه بهتر و گرانتر است، اما واقعیت کمی پیچیدهتر است. امروزه بسیاری از تولیدکنندگان داخلی با استفاده از فناوری روز، دستگاههایی را عرضه میکنند که بخش عمده تجهیزات آنها، بهویژه قطعات الکترونیکی و باتری، در خارج از ایران و عمدتاً در چین تولید میشود. دوره تعمیرات UPS برای شرکت های واردکننده و گارانتی بسیار حائز اهمیت است.
یو پی اسهای ایرانی به دلیل استفاده از باتریهای تازهتر معمولاً مشکلات کمتری در زمینه باتری دارند، اما لزوماً ارزانتر نیستند. از طرف دیگر، یو پی اسهای خارجی نیز به دلیل تولید انبوه و مقیاس وسیع، اکنون با قیمت مناسب در بازار داخلی قابل تهیه هستند.
بنابراین، انتخاب بین یو پی اس داخلی و خارجی بیشتر به نیاز مصرفکننده، کیفیت خدمات پس از فروش و ویژگیهای فنی دستگاه بستگی دارد تا صرفاً محل تولید آن.
نقش و کاربرد یو پی اس
تعریف اصلی استفاده از یو پی اس، روشن نگه داشتن دستگاههای حساس برای مدتی کوتاه بود تا بتوان آنها را به صورت ایمن و بدون از دست رفتن اطلاعات یا آسیب به تجهیزات خاموش کرد.
با توجه به مشکلات قطع برق در ایران، کاربرد یو پی اس به تدریج تغییر یافته و امروزه به عنوان منبع برق اضطراری برای چند ساعت استفاده میشود. در سالهای اخیر با واردات و گسترش یو پی اسهای خارجی، دیدگاههای معمول جهانی در استفاده از یو پی اس نیز در ایران رواج یافته است. در دوره آموزش تعمیرات یو پی اس با تمام مراحل عیب یابی برد این دستگاه عملی تمرین میکنید.
راهکار ایدهآل در این زمینه، ترکیب یو پی اس و ژنراتور است:
-
ژنراتور برق مداوم و طولانیمدت تولید میکند.
-
یو پی اس برق تولیدی را فیلتر و تثبیت میکند و تا زمان راهاندازی کامل ژنراتور، برق مصرفکنندهها را تأمین میکند.
این ترکیب باعث میشود که دستگاههای حساس همواره از برق پایدار و مطمئن برخوردار باشند و از آسیب یا قطع ناگهانی برق جلوگیری شود.
باتری UPS
یک وسیله الکترونیکی معمولی که به برق شهر متصل میشود، فقط از یک منبع نیرو استفاده میکند و در صورت قطع برق شهر، به سرعت خاموش میشود. یو پی اس این معادله را تغییر میدهد و دو منبع برق برای دستگاه فراهم میکند:
-
منبع اولیه: برق شهر
-
منبع ثانویه: باتری، که در صورت قطع برق شهر وارد مدار میشود.
بسته به نوع یو پی اس، یک سوییچ داخلی وجود دارد که تعیین میکند کدام منبع برق در هر لحظه فعال باشد. این سوییچ به محض قطع برق، از حالت اولیه (برق شهر) به حالت ثانویه (باتری) سوئیچ میکند و زمانی که برق شهر دوباره وصل شد، به حالت اولیه باز میگردد.
اهمیت باتری در یو پی اس
باتری یو پی اس یکی از مهمترین اجزاء این دستگاه است و معمولاً میتواند بین ۵ تا ۲۰ دقیقه برق مورد نیاز یو پی اس را در زمان قطعی برق تامین کند.
-
ظرفیت باتری: هر چه ظرفیت باتری بیشتر باشد، اندازه و توان یو پی اس نیز بزرگتر است.
-
انتخاب سایز: مشتریان با توجه به نیاز خود، ظرفیت و سایز یو پی اس را انتخاب میکنند.
نگهداری و پیکربندی
باتری باید همیشه تست و بررسی شود، زیرا خرابی آن میتواند باعث از دست رفتن اطلاعات کاربران شود. برخی یو پی اسها قابلیت تنظیم دارند تا هنگامی که باتری ۸۰٪ تخلیه شد، سیستمهای متصل را به صورت خودکار خاموش کنند. در این حالت، نرمافزار یو پی اس یک فرآیند Shut Down ایمن را فعال میکند تا برنامهها بسته شده و سیستم غیر فعال شود.
-
نصب نرمافزار یو پی اس: پس از نصب، میتوان نرمافزار را با توجه به نیازها پیکربندی کرد یا از تنظیمات پیشفرض استفاده نمود. توصیه میشود همیشه تنظیمات پیشفرض بررسی شوند.
-
زمان خاموش شدن اصولی: برخی سرورها برای خاموش شدن صحیح به ۶ تا ۱۰ دقیقه زمان نیاز دارند. اگر باتری فقط ۵ دقیقه توان داشته باشد، ممکن است اطلاعات از دست برود.
تست و تعویض باتری
-
باتریهای یو پی اس معمولاً در صورت بروز مشکل، اخطارهایی صادر میکنند.
-
تست دورهای باتریها به حفظ ظرفیت و سلامت آنها کمک میکند.
-
تعویض باتری قبل از خراب شدن کامل ضروری است؛ زیرا باتریهای معیوب میتوانند منجر به از دست رفتن اطلاعات و آسیب به سیستمها شوند.
گونههای UPS
یوپیاسها را از نظر عملکرد داخلی غالباً در سه دسته تقسیمبندی میکنند:
- با عملکرد کشیک انفعالی: آفلاین
- با تبدیل دوطرفه: آنلاین
- در تعامل با خط : لاین اینتراکتیو
یو پی اس آماده به کار (آفلاین / Standby)
یو پی اسهای آفلاین یا آماده به کار معمولاً برای توانهای پایین (معمولاً زیر ۱ کیلوولتآمپر) طراحی شدهاند و بیشترین کاربردشان حفاظت پایهای از دستگاهها است. این نوع یو پی اسها ویژگیهای اصلی زیر را دارند:
حالت عادی: مصرفکننده به طور مستقیم از برق شهر تغذیه میشود.
قطع برق: به محض قطع برق، یو پی اس وارد مدار میشود و برق DC باتری را به AC مورد نیاز مصرفکننده تبدیل میکند.
مدت زمان حفاظت: معمولاً حدود ۲۰ دقیقه است و گسترش ظرفیت آن معمولاً امکانپذیر نیست.
حفاظت پایهای: حفاظت در برابر ولتاژهای بسیار زیاد و نوسانات برق و شارژ باتریها.
یو پی اسهای آفلاین با تغییر جهت عبور جریان در مسیر باتری، جریان DC را از حالت شارژ عادی به ولتاژ AC مورد نیاز مصرفکننده تبدیل میکنند. در این سیستم «خارج از خط» (Off-line)، بار مصرفکننده به طور مستقیم توسط برق ورودی پشتیبانی میشود و مدارات قدرت تنها زمانی فعال میشوند که منبع اصلی قطع شود. در آموزشگاه تعمیر یو پی اس کامتک با تمام این موارد عملی آشنا میشوید.
به دلیل اینکه این نوع یو پی اسها تنها در زمان قطع برق فعال میشوند، گاهی به آنها یو پی اس با عملکرد کشیک انفعالی (Passive Standby) نیز گفته میشود. همچنین، این نوع یو پی اسها معمولاً ارزانتر از انواع لاین اینتراکتیو یا آنلاین هستند.
یو پی اس لاین اینتراکتیو (Line-Interactive)
یو پی اسهای لاین اینتراکتیو قادرند در شرایط عادی، ولتاژ خروجی را با استفاده از یک ترانسفورماتور تثبیت کنند. در صورت قطع برق شهر، برق مورد نیاز مصرفکننده از طریق باتریها تامین میشود.
عملکرد در شرایط طبیعی یوپی اس لاین
در شرایط عادی، این نوع یو پی اسها خروجی را پس از تصحیح ورودی ارائه میدهند. این تصحیح شامل:
-
پاکسازی نویزهای برق ورودی
-
اصلاح سطح ولتاژ ورودی
تنها در مواقعی مانند:
-
نقص فنی
-
سرریز بار
-
افزایش بیش از حد دمای یو پی اس
یو پی اس به حالت بایپس (Bypass) میرود.
کاربرد یو پی اس
این نوع یو پی اسها دارای کیفیت و حساسیت بسیار بالا هستند و برای دستگاههای فوق حساس آزمایشگاهی، نظامی و صنعتی مناسباند.
نکات فنی یو پی اس
-
بازده پایینتر: بازده این یو پی اسها نسبت به سایر انواع کمتر است.
-
مصرف داخلی بالا: بسته به مدل، مصرف داخلی آنها بین ۵ تا ۱۰ برابر مدلهای دیگر است.
-
تولید حرارت زیاد: به دلیل تولید حرارت داخلی و کارکرد مداوم فنها، عمر خازنهای الکترولیت و فنها کاهش مییابد.
-
عمر کوتاهتر: به طور معمول، نسبت به سایر مدلها، طول عمر کوتاهتری دارند.
Inverter یا مبدل UPS
مبدل یا Inverter وظیفه تبدیل برق مستقیم (DC) ذخیره شده در باتری به جریان متناوب (AC) مشابه برق شهری را بر عهده دارد.
-
در صورت قطع یا مشکل در برق شهر، مبدل به سرعت جریان DC باتری را به AC تبدیل کرده و برق مورد نیاز دستگاههای متصل را بدون وقفه تامین میکند.
توان یو پی اس
-
واحد اندازهگیری UPS، VA (حاصل ضرب ولتاژ در جریان خروجی) است.
-
توان یو پی اس وابسته به قدرت مبدل آن است:
-
هر چه مبدل قویتر باشد، یو پی اس توانایی پشتیبانی از تعداد و توان تجهیزات بیشتری را دارد.
-
-
ظرفیت باتری تعیینکننده مدت زمان برقدهی هنگام قطعی برق است. هر چه باتری بزرگتر باشد، زمان تامین برق طولانیتر خواهد بود.
انواع یو پی اس با مبدل قوی
در برخی مدلها، یک مبدل بزرگ DC به AC به طور دائم وجود دارد. در این حالت:
-
مبدل همواره نیروی لازم برای راهاندازی و تامین انرژی دستگاهها را فراهم میکند.
-
انرژی مبدل از منبع اولیه برق شهر یا باتری تامین میشود.
این طراحی باعث میشود که یو پی اس پایداری و کیفیت برق بالاتری برای تجهیزات حساس ارائه دهد.
نکاتی درباره UPS
در هنگام تهیه سیستم یو پی اس توجه نکات زیر ضروری است:
1- بهتر است ظرفیت UPS کمی بیشتر از مقدار مورد نیاز مشتری باشد.
2- مانیتوری به UPS وصل باشد تا از ذخیره و نگهداری اطلاعات خود، هنگام قطع برق شهری مطمئن شد.
3- توانایی UPS به طراحی و سطح کیفی آن بستگی دارد.
نکات مهم در انتخاب سیستمهای یو پی اس
در هنگام انتخاب یو پی اس، سه عامل اصلی باید مد نظر قرار گیرد:
1. ظاهر و نوع یو پی اس
ابعاد و شکل کلی یو پی اس بر اساس ظرفیت باتری تعیین میشود. هرچه باتری بزرگتر و با ظرفیت بالاتر باشد، سایز یو پی اس نیز بزرگتر خواهد بود. مشتریان باید سایز یو پی اس را با توجه به نیاز خود انتخاب کنند.
انواع شکل یو پی اس:
-
Tower: درون قاب قرار گرفته و روی زمین نصب میشود؛ مناسب قرارگیری در کنار دستگاههای مصرفکننده.
-
Rackmount: در رک نصب میشود؛ مناسب پشتیبانی از سرورها، تجهیزات شبکه و سختافزارهای حساس. مزایا شامل صرفهجویی در فضا، افزایش ارتفاع قابل تنظیم و قرارگیری اجزا در مجاورت یکدیگر است.
2. ظرفیت و زمان پشتیبانی
ظرفیت و زمان پشتیبانی دو عامل مرتبط هستند. ظرفیت یو پی اس تعیین میکند که چه تعداد دستگاه و به چه مدت میتوانند در هنگام قطع برق پشتیبانی شوند.
زمان پشتیبانی به معنای مدت زمانی است که یو پی اس میتواند برق لازم برای فعالیت دستگاهها را تأمین کند. هرچه تعداد دستگاههای تحت پوشش بیشتر باشد، نیاز به زمان پشتیبانی طولانیتر افزایش مییابد.
3. توان بار مصرفی
-
توان تجهیزات بر حسب ولت-آمپر (VA) محاسبه میشود که حاصل ضرب ولتاژ (V) در جریان (A) است.
-
اطلاعات ولتاژ و جریان روی برچسب مشخصات دستگاه نوشته شده و معمولاً با حداکثر مصرف دستگاه و بدترین شرایط ولتاژ محاسبه میشود.
-
برای انتخاب یو پی اس، توان تمام دستگاههای تحت پوشش جمع زده شده و مطمئن شوید که توان متصل به UPS بیشتر از ۷۰٪ توان اسمی یو پی اس نباشد.
در دورههای آموزش تعمیر یو پی اس کامتک، شما انواع این دستگاهها را به صورت عملی زیر نظر تعمیرکار تجربه خواهید کرد.