یو پی اس آفلاین چیست؟ و چگونه کار میکند؟

یو پی اس آفلاین

یو پی اس آفلاین (Offline UPS) چیست؟ کاربرد آن چیست و چگونه کار میکند؟

برای اینکه بدانیم یو پی اس آفلاین چیست، در ابتدا باید بدانیم یو پی اس چیست؟ یو پی اس ها یا منابع تغذیه اضطراری بعنوان دستگاه‏هایی برای تامین برق وسایل مصرف کننده انرژی الکتریکی در فقدان و یا در حالت بروز مشکل در منبع برق اصلی مثلا افت شدید ولتاژ مورد استفاده قرار می‏گیرند. میزان توان الکتریکی که توسط باطری بکاپ تامین می‏شود وابسته به اندازه و تکنولوژی ساخت یو پی اس است. در این میان یو پی اس آفلاین که گاهی اوقات یو پی اس آماده به کار (Standby) نیز نامیده می‏شود، نوعی از یو پی اس است که در زمان قطع و یا ایجاد مشکل در منبع ورودی ولتاژ می‏تواند به صورت فوری انرژی الکتریکی را برای دستگاه‏های مصرف کننده‏ای که به یو پی اس متصل هستند فراهم کند.

در حالت عادی، برق AC که به بار می‏رسد بطور مستقیم از یک منبع برق AC تامین می‏گردد. در حالتی که برق ورودی دچار مشکل می‏شود، از یک اینورتر برای تغییر مسیر برق AC استفاده می‏گردد بطوری که انرژی الکتریکی مورد نیاز بار به جای منبع اصلی از طریق باطری بکاپ یو پی اس تامین می‏گردد.

 

یو پی اس آفلاین

 

یو پی اس آفلاین چگونه کار می کند؟

یو پی اس آفلاین اجازه می‏دهد که توان الکتریکی ورودی بدون استفاده از اینورتر یا مدار یکسوکننده به بار انتقال یابد و در این حالت باطری بکاپ را شارژ می‏کند. اما در حالتی که توان ورودی دچار اختلال می‏شود، اینورتر وارد عمل می‏شود.

زمان گذار یو پی اس آفلاین از حالت تغذیه اصلی به حالت تغذیه از طریق باطری بکاپ صفر نیست بلکه چیزی در حدود ۳ تا ۸ میلی ثانیه است (معمولا زمان ۵ میلی ثانیه در نظر گرفته می‏شود). به همین دلیل از یو پی اس آفلاین برای بارهای غیرحساس یا کوچک که این مقدار تاخیر برایشان قابل تحمل باشد استفاده می‏گردد.

این نوع از یو پی اس متفاوت از یو پی اس آنلاین عمل می‏کند که این تفاوت بیشتر ناشی از نوع آرایش مدار یو اس پی است. (پیشنهاد میگردد برای شناخت بیشتر یو پی اس مقاله انواع یو پی اس را مطالعه نمائید.)

 

در اینجا دو مود کاری مختلف Offline UPS را مورد بررسی قرار می‏دهیم:

مود یک: وقتی ولتاژ AC ورودی فعال است. در حالتی که منبع تغذیه AC ورودی در بازه قابل قبول قرار دارد، بار متصل به یو اس پی از طریق منبع ولتاژ ورودی تغذیه می‏گردد. سیگنال AC در ابتدا از یک سرکوب‏کننده جریان و سپس از یک فیلتر در مسیر رسیدن به بار عبور می‏کند. استفاده از سرکوب‏کننده جریان برای جلوگیری از اعمال ولتاژهای ناگهانی و گذرا به بار است. خروجی سرکوب‏کننده جریان بلافاصله به یک فیلتر وارد می‏شود. فیلتر در اینجا برای جلوگیری از عبور فرکانس‏های نامطلوب است. توان الکتریکی پس از عبور از این دو طبقه از طریق یه سوئیچ که بین فیلتر و بار وجود دارد به بار می‏رسد. در همین حال ورودی AC به یک مدار یکسوکننده نیز وارد می‏شود که یکسوکننده توان DC را در خروجی خود تحویل می‏دهد. بنابرین فرآیند شارژ باطری و تغذیه بار متصل به یو پی اس بطور همزمان اتفاق می‏افتد. این پروسه تا زمان قطع برق اصلی ادامه می‏یابد.

مود دو: وقتی ولتاژ AC ورودی قطع می‏شود. اگر در حالتی که ولتاژ AC ورودی فعال است، بطور ناگهانی دچار اختلال یا قطعی ناگهانی شود، سوئیچی که بین فیلتر و بار قرار دارد ناگهان خاموش می‏شود. در این حالت اینورتر که پیش از این قطع بوده، وارد مدار شده و سیگنال DC را از باطری گرفته و به سیگنال AC تبدیل می‏کند. همچنین سوئیچی که بین اینورتر و بار خروجی قرار دارد روشن شده و سیگنال خروجی AC اینورتر را به بار می‏رساند. بنابراین حتی در فقدان ولتاژ ورودی، توان الکتریکی به بار تحویل داده خواهد شد. لازم به ذکر است حدود ۵ میلی ثانیه زمان برای فرآیند سوئیچینگ لازم است، در حالی که برای یو پی اس های آنلاین این زمان صفر است.

سوالی که در اینجا بوجود می‏آید این است که در آن ۵ میلی ثانیه چه اتفاقی می‏افتد؟ پاسخ این است که منابع تغذیه سوئیچینگ مجهز به خازن داخلی هستند. این خازن توانایی آن را دارد که در زمان گذار بین دو مود مختلف یو پی اس، توان الکتریکی مورد نیاز بار را تامین کند. بنابراین هیچگونه قطعی توان الکتریکی از سوی بار احساس نمی‏شود و مواردی همچون از بین رفتن داده‏ها به وقوع نمی‏پیوندد.

 

یو پی اس آفلاین

 

کاربرد یو پی اس آفلاین

یو پی اس آفلاین ابتدایی‌‏ترین نوع محافظت الکتریکی را برای وسایل برقی فراهم می‏کند. به این معنا که این نوع از یو اس پی، برای بارهای غیرحساس و کوچک مناسب است. این نوع از بارها لازم است در مقابل افت یا افزایش ناگهانی ولتاژ محافظت شوند. به طور مثال لازم است امنیت داده‏های موجود بر روی یک کامپیوتر شخصی تامین گردد. بنابراین برای تامین انرژی الکتریکی بارهای حساس مثل تجهیزات پزشکی لازم است از نوع دیگری از یو پی اس ها استفاده شود.

مهمترین محاسن یو پی اس های آفلاین عبارتند از:
۱٫ یو پی اس های Offline کارآمدتر و قابل اطمینان‏تر از یو پی اس های آنلاین هستند. دلیل این موضوع آن است که اینورتر در مواقع غیرلازم و به طور همیشگی روشن نیست.
۲٫ یو پی اس های آفلاین ارزان تر از یو پی اس های آنلاین هستند.
۳٫ نحوه عملکرد این نوع از یو پی اس‌ها به دلیل وجود دو مسیر جداگانه برای دو مود کاری، بسیار ساده است.
۴٫ یو پی اس آفلاین به علت عملکرد غیرپیوسته و اینکه دائما روشن نیست دمای کاری پایین‏تری دارد و لذا در این نوع از یو پی اس ها لزومی به استفاده از هیت‏سینک‏های بزرگ وجود ندارد.

همچنین مهمترین معایب یو پی اس های Offline به شرح ذیل است:
۱٫ Offline UPS ها برای بارهای حساس مناسب نیستند چرا که بین بار و ولتاژ ورودی ایزولاسیون الکتریکی وجود ندارد. بنابراین نوسانات و اعوجاجات ولتاژ ورودی ممکن است باعث آسیب دیدن بار متصل به یو پی اس شود.
۲٫ در حالت نوسان ولتاژ ورودی در برخی مواقع عمل نمی‏کند.
بنابراین به هنگام انتخاب و خرید یو پی اس آفلاین باید به مزایا و معایب این نوع از یو پی اس ها توجه کرد و این نکته را مورد بررسی قرار داد که آیا این نوع از یو پی اس ها نیازمندی‏‌های عملیاتی را برطرف می‏سازد یا خیر.