Thông tin liên quan đến UPS

Phân loại UPS

           Hệ thống UPS trở lên phổ biến xuất phát từ sự phụ thuộc ngày càng nhiều hơn vào năng lượng điện và nhu cầu bảo vệ thiết bị vi tính, dữ liệu và các quá trình sử lý rất quan trọng cho các công ty. Điện tử có liên quan và tập trung vào việc thiết kế và phát triển hệ thống UPS tĩnh với trình độ ngày càng cao hơn, cho phép tiết kiệm năng lượng và tác động tới môi trường thấp hơn.

Có nhiều loại khác nhau của các hệ thống UPS tĩnh trên thị trường, chẳng hạn như: Off-Line, Line-Interactive, On-Line, chuyển đổi hai chiều, On-Line số, In-Line, … hầu hết những loại này chủ yếu liên quan đến nhu cầu và quyết định  bởi thị trường chứ không phải là công nghệ sử dụng. Nói chung có ba loại UPS:

1. UPSOFFLINE

Khi nguồn điện được cung cấp, đầu ra giống với đầu vào. UPS chỉ tham gia khi không có điện áp đầu vào, năng lượng tải sử dụng biến tần và được cung cấp bởi ắc quy.

UPS Offline là dòng sản phẩm phổ dụng nhất trên thị trường hiện nay và có giá rẻ hơn so với UPS Offline hỗ trợ công nghệ Line Interactive. Nguyên tắc hoạt động của UPS Offline là điện lưới đầu vào đi qua công tắc chuyển mạch trước khi cấp cho tải sử dụng. UPS lúc này chỉ sử dụng bộ sạc ắc quy (battery charger) để sạc đầy điện cho ắc quy. Trường hợp điện lưới không ổn định (quá cao, quá thấp hoặc mất điện) thì UPS sẽ tự động chuyển mạch (thông qua Switch), dùng nguồn từ ắc quy cấp cho thiết bị để duy trì hoạt động

Nhìn qua sơ đồ này chúng ta dễ nhận ra nhược điểm của loại UPS offline: Công tắc ngắt điện khỏi nguồn lưới để chuyển sang dùng điện từ ắc quy phải đảm bảo khi ngắt hoàn toàn ra khỏi lưới điện mới được phép cung cấp điện từ bộ biến tần (trên thực tế thì các UPS này có đến hai "công tắc chuyển mạch" kiểu như trên được điều khiển cùng lúc) bởi nếu không dòng điện cung cấp từ ắc quy sẽ phải cấp cho cả lưới điện địa phương và cũng như máy phát điện, hệ thống sẽ hư hỏng vì quá tải.

Ở trạng thái lưới điện ổn định thì nguồn tiêu thụ sử dụng điện trực tiếp của lưới điện. UPS lúc này chỉ sử dụng một bộ sạc (battery charger) để sạc điện một cách tự động cho ắc quy mà thôi.

Khi điện áp lưới điện không đảm bảo (quá cao, quá thấp) hoặc mất điện thì lúc này mạch điện chuyển sang dùng điện cung cấp ra từ ắc quy và bộ biến tần.

Qua nguyên lý được phân tích như trên thì ta thấy rằng thời gian cung cấp điện cho thiết bị tiêu thụ vì thế mà bị gián đoạn. Sự gián đoạn này gây ra việc cung cấp nguồn điện không ổn định tại phía các thiết bị tiêu thụ:

Một số máy tính bị tắt do nguồn máy tính (PSU) thuộc loại chất lượng thường hoặc công suất thấp, có khả năng tích điện tại tụ đầu nguồn đầu vào thấp so với nhu cầu công suất của các linh kiện trên máy tính, nên thời gian chuyển mạch của UPS đã gây dừng sự hoạt động của PSU. Rất nhiều người đã gặp điều này nhưng lại đổ lỗi cho chiếc UPS của họ và họ có thể mang đi bảo hành rồi lại bị trả lại bởi vì kỹ thuật viên nơi bán đã kiểm tra và thấy chúng chẳng bị làm sao cả.

Cũng qua sơ đồ, ta thấy rằng UPS offline không có công dụng ổn áp khi chúng sử dụng điện lưới bình thường bởi đơn giản khi không có sự cố về lưới điện thì các thiết bị phía sau UPS đơn thuần được nối trực tiếp với lưới điện thông qua rơle. Có vẻ như nhiều người cho rằng UPS luôn tích hợp sẵn công dụng ổn áp phải không? Đúng là nó có tính năng ổn áp, nhưng không phải loại UPS offline này mà là loại UPS online.

2. UPS offline công nghệ Lineinteractive

Khi nguồn điện cung cấp là ON, đầu vào và đầu ra được phân cách bằng một bộ lọc và mạch ổn áp (AVR: điều chỉnh điện áp tự động), nhưng một số các rối loạn và các biến dạng sóng có thể có mặt ở đầu vào có thể được tìm thấy tại đầu ra. Như trong các hệ thống UPS Offline, khi có sự mất nguồn, đầu ra được kết nối với biến tần và được vận hành bởi ắc quy.

Khắc phục nhược điểm của loại UPS offline thường là loại UPS offline sử dụng công nghệ Line interactive. Do sự tích cực hơn trong nguyên lý hoạt động nên chúng lại có giá thành cao hơn so với loại UPS offline thông thường.

Nguyên tắc hoạt động của UPS Offline công nghệ Line Interactive cũng tương tự dòng UPS Offline thường nhưng có thêm mạch ổn áp nhằm điều chỉnh điện áp đầu ra cấp cho cho tải sử dụng luôn ổn định. Trường hợp điện áp điện lưới quá cao hoặc quá thấp, UPS Offline công nghệ Line Interactive, mạch ổn áp tự động chuyển mạch sang một nấc khác sao cho điện áp đầu ra đảm bảo đúng tải theo yêu cầu.

Rõ ràng rằng loại UPS offline theo công nghệ Line Interactive này tiến bộ hơn loại UPS offline truyền thống: Chúng có thể ổn định điện áp so với việc không có một chút chức năng ổn áp nào của loại offline truyền thống như đã nói ở trên. Bạn có thể hiểu rằng mạch ổn áp trong sơ đồ trên hoàn toàn thuộc loại biến áp tự ngẫu thông thường, có nghĩa là chúng chỉ có một cuộn dây và các đầu ra khác nhau. Vậy thì chúng chuyển mạch bằng cách nào? Tất nhiên là qua các rơle rồi. Khi tôi mở một chiếc UPS công nghệ Line – Interactive thì nhận thấy chúng có khoảng 5 chiếc rơle, trong đó một chiếc lớn nhất nằm ở phía sau máy, bốn chiếc còn lại trên mạch in. Rơ le này do các mạch điện của UPS điều khiển chúng. Nếu bạn có một chiếc UPS loại này thì bạn dễ nhận thấy rằng chúng có thể phát ra các tiếng kêu lách tách nhỏ do sự làm việc của các Switch đó.

3. UPSONLINE

Đầu vào đầu tiên được chỉnh lưu và sau đó chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều với một biến tần. Bằng cách này, điện áp dạng sóng đầu ra là hoàn toàn độc lập từ đầu vào. Tất cả các nguồn điện rối loạn tiềm ẩn được loại bỏ và không có thời gian tạm thời chuyển đổi từ nguồn điện đến ắc quy, như đầu ra là luôn luôn được hỗ trợ bởi các biến tần. Trong trường hợp quá tải hoặc các vấn đề cuối cùng khác, loại UPS có Bypass tự động đảm bảo tải được hỗ trợ bởi Switch trực tiếp ở đầu vào.

Khắc phục hoàn toàn các nhược điểm trên là loại UPS offline, chính vì vậy mà loại UPS này thường có giá bán cao nhất so với các loại trên.

          Dòng UPS online với công nghệ Online Double Conversion giúp loại bỏ những sự cố của điện lưới do điện áp đầu vào luôn được điều chế trước khi cấp cho tải sử dụng. Nguồn điện lưới không cung cấp trực tiếp cho thiết bị mà được biến đổi thành dòng điện một chiều nạp cho ắc quy và bộ biến tần. Bộ biến tần sẽ tiếp tục biến đổi dòng một chiều nhận được thành điện áp đầu ra phù hợp với thiết bị sử dụng. Như vậy có thể thấy rằng khi lưới điện xảy ra bất kỳ sự cố nào thì thiết bị của bạn vẫn luôn được an toàn.

Dòng UPS online thường được thiết kế với công suất lớn, có thể mở rộng thời gian lưu điện bằng ắc quy lưu điện gắn trong lẫn gắn ngoài nên ngoài những thiết bị có tính chất tải thuần trở như thiết bị văn phòng, máy tính thì UPS online còn có thể sử dụng cho hệ thống máy chủ, trung tâm dữ liệu (data center) và thậm chí là cả những thiết bị tải động cơ như quạt, máy bơm, v..v..

Tweet