UPS چیست؟

بخش اصلي هر UPS قسمت اينورتر يا مبدل DC به AC ، آن است كه وظيفه تبديل ولتاژ DC باتري را به ولتاژ AC  در خروجي و تغذيه بار به عهده دارد واز نظر شكل موج نيز UPS هاي سينوسي بهترين انتخاب هستند. بنابراين مي توان گفت هسته اصلي يك UPS خوب يك اينورتر سينوسي است. روش ها و ساختارهاي بسيار متنوعي براي ساخت اينورترها وجود دارد كه در اكثر كتاب هاي الكترونيك به آن ها اشاره شده است. ملاحظات طراحي مانند هزينه ، حجم ، كيفيت ، راندمان ، دسترسي به تكنولوژي ها و نقطه كار و مورد استفاده يك اينورتر ، معيارهاي انتخاب روش ساخت يك اينوتر براي UPS سينوسي توليد يك سيگنال سينوسي 50 هرتز و اعمال آن به بيس چند ترانزيستور قدرت و تقويت خطي اين سيگنال تا دامنه 220 ولت و چندين آمپر جريان مي باشد اما به علت كار ترانزيستورها در ناحيه اكتيو وتلفات بسيار زياد بر روي ترانزيستورهاي قدرت حجم و هزينه اين طراحي بسيار بالا و به طبع آن ، راندمان بسيار پايين است (كمتر از 50%) به طوري كه عملا مورد استفاده نخواهد بود. بنابراين بهتر است از سوئيچينگ ترانزيستورهاي قدرت و تقويت ولتاژ و انتقال توان به كمك ترانسفورمر و سپس فيلتر كردن خروجي سوئيچ شده و حصول مولفه سينوسي 50 هرتز در خروجي استفاده شود. در اين حالت روش كنترل سوئيچينگ براي تثبيت ولتاژ و شكل موج خروجي ، كنترل پهناي پالس هاي فرمان سوئيچ ها مي باشد. بنابراين روش كنترل يكي از انواع مدولاسيون پهناي پالس مانند  SOWM,Multiple, PWM, Single PWM يا PWM سينوسي MSPWM و يا تركيب آنها مي باشد كه از بحث تئوري و مقايسه آنها اجتناب كرده و تنها اشاره مي كنيم كه چون اينورتر سينوسي مورد نظر است از مدولاسيون SPWM كه در ادامه شرح داده خواهد شد، استفاده مي كنيم.

ساختار مدار قدرت مبدل DC به AC مي تواند PUSLL-PULL – Half-Bridge و يا Full – Bridge باشد به طوري كه در ادامه خواهيم ديد چون طبق مشخصه اينورتر سينوسي مورد نظر ولتاژ DC ورودي پايين است و توان

 خروجي نيز كم مي باشد به منظور صرفه جوئي در هزينه و كاهش حجم از ساختار Push-Pull استفاده مي كنيم. ضمن اين كه مدارهاي كنترل و درايو ترانزيستورها در اين ساختار ساده ترمي باشد. بر اين اساس در اين بخش به طراحي يك اينورتر سينوسي با مدار قدرت Push-Pull و مدار كنترل بار مدولاسيون SPWM و به مشخصات زير مي پردازيم:

-        ولتاژ DC ورودي : باتري 24 ولت

-        ولتاژ AC خروجي : تك فاز Hz 50/V220 سينوسي

-        توان نامي خروجي VA 500

-        راندمان : بيش از 90%

در مدولاسيون SPWM ، پالس هاي فرمان و كنترل خروجي كه بايستي به مدار قدرت اعمال شوند از مقايسه يك موج سينوسي مرجع با دامنه Ar و فركانس Fr با موج مثلثي با فركانس Fc و دامنه Ac به دست مي آيند. در اين حالت پهناي پالسها متناسب با دامنه سينوس مرجع ، تغيير مي كنند. به نسبت  ضريب مدولاسيون گفته مي شود كه با تغيير مقدار M مقدار دامنه خروجي و ميزان هارموني ها در خروجي تغيير خواهند يافت. با توجه به اينكه Fc-Fr مي باشد در هر نيم پريود  پالس به وجود مي آيد. چنانچه بسط فوريه پالس هاي SPWM نوشته شود ، ملاحظه مي گردد كه هارموني هاي تا درجه 2P-1 در خروجي حذف خواهند شد. بنابراين هر چه P بزرگتر باشد هارموني ها نبت به مولفه اصلي
(Fr-50Hz) فركانس بالاتري داشته و مقدار دامنه كمتري دارند بنابراين فيلتر كردن خروجي ساده تر واندازه فيلتر LC خروجي كمتر خواهد بود. جهت حذف حداكثر هارموني ها لازم است تا پالس هاي SPWM در دو نيم پريود متوالي متقارن باشند كه بايستي P زوج باشد. از طرفي براي آن كه در هر نيم پريود مقدار DC وجود نداشته باشد  بايستي Pفرد باشد اما با افزايش Fc و تعداد پالس هاي P اثرات زوج يا فرد بودن قابل صرفنظر كردن است. اگر به جاي شكل موج مثلثي از موج دندان اره اي براي مقايسه با سيگنال هاي سينوسي مرجع استفاده گردد طبف SPWM و مقادير اعوجاج هارمونيكي نسبت به حالت موج مثلثي كمي تغيير خواهد كرد. البته اگر مقدار P بزرگ باشد اين تغييرات بسيار جزئي وقابل صرف نظر مي باشد.

مقايسه كلي

بنا به نتايج و بررسي ها و نظرات اهل فن دراين زمينه در حال حاضر شركتهاي معتبر داخلي اقدام به ساخت وتوليد انواع مرغوبي نموده اند كه قطعا هر يك از آنها با توحه به فاكتورهاي كيفيت كاري و استحكام قيمت زيبايي ظاهري و مواردي ديگر مثل نوع نرم افزار كنترل و مديريت USP و ساير  شرايط مي توانند مسير و جهت انتخاب شما را در امر خريد USP تعيين نمايند.

از سوي ديگر انواع مدلهاي USP پرسو الكترونيك با توجه به اينكه از لحاظ فني وساختار داخلي تحت ليسانس يكي از معظمترين كارخانجات خارجي در اين زمينه مي باشد قطعا از لحاظ كيفيت و كارايي مي تواند برگ برنده اي محسوب شده واز جمله USP هايي باشند كه مي توان با درصد بالايي از اطمينان و يقين نسبت به بهره وري و كاركرد آن اقدام به خريد انواع آن نمود.

در عين حال يكي ديگر از انواع مرغوب اين دستگاه USP شبا مي باشد در بررسي هاغ اين مدل از لحاظ كفيتي از برخي لحاظ تا حدي مشابه فاراتل بود ضمن اينكه از لحاظ طراحي نيز زيبا به نظر مي رسيد البته به دليل اينكه اين USP به تازگي وارد بازار شده هنوز استقبال زيادي از آن صورت نگرفته است.

(در جدول شماره 2 به بررسي چند مدل از اين  USP مي پردايم)

نوع ديگري از انواع USP هاي قدرتمند USP با نام APC است كه هم از قدرت و توان بالا برخوردار بوده ودر عين حال زيبايي بدنه و طراحي آن هم به اندازه كافي مورد قبول است . البته تنها چيزي كه باعث فروش نسبتا پايين اين USP است قيمت بسيار بالاي آن به نسبت ساير حصولات از اين رده است تا جايي كه USP با توان 230w الي 500W ساخت اين شركت قيمتي برابر با USP به توان 2000W شركت فاراتل دارد.

ضمنا مزاياي اين USP عبارتست از : ورودي پرينتر ، ورودي فاكس و تلفن وكارت مودم، ورودي كامپيوتر به صورت سينوسي و همچنين ورودي USB.

همچنين از ديگر مزاياي آن مي شود به نرم افزار پر قدرت آن و نمايشگر ميزان كاركرد واتصال آن اشاره كرد.

يكي ديگر از انواع UPS كه البته چندان از استحكام برخوردار نيست ولي به علت زيبايي فراوانش فروش بالايي دارد مدل TOP-Power است برخي از قابليتهاي اين UPS عبارتست از : كنترل ميكروپروسسوري و تثبيت كننده برق شهر (AVR) دارا بودن باتري خشك داخلي و ارتباط مستقيم با كاربر با امكان Auto Shotdown و توانايي راه اندازي بدون نياز به برق شهر. (ضمن اينكه اغلب ويژگيها و توانمنديهاي اين مدل در مدلهاي مرغوبي كه قبلا شرح آن رفت وجود دارند).

حال به چند نكته اساسي و فهرست وار مي پردازيم كه گذشته از مباحث مطرح شده درهنگام  خريد و انتخاب يك UPS حتما مي بايست مدنظر داشته باشيد. تا بتوانيد فارغ از نام وشهرت انواع مختلف اين دستگاه و شركتهاي توليد كننده يوپي اسي با بالاترين كيفيت و قابليت خريداري نماييد:

1-       در هنگام خريد يك UPS چندان به زيبايي و ظرافت آن توجه نداشته باشيد. بلكه به توان و قابليت آن توجه كنيد. (هر چند كه زيبايي و طراحي مناسب نيز فاكتوري است كه اهميت خود رادارد)

2-       سعي كنيد بدون توجه خاص به فاكتور قيمت همواره مدلي از UPS را تهيه کنید .

بنا به نتايج و بررسي ها و نظرات اهل فن دراين زمينه در حال حاضر شركتهاي معتبر داخلي اقدام به ساخت وتوليد انواع مرغوبي نموده اند كه قطعا هر يك از آنها با توحه به فاكتورهاي كيفيت كاري و استحكام قيمت زيبايي ظاهري و مواردي ديگر مثل نوع نرم افزار كنترل و مديريت USP و ساير  شرايط مي توانند مسير و جهت انتخاب شما را در امر خريد USP تعيين نمايند.