UPS là gì? 3 loại UPS nào đang được sử dụng phổ biến hiện nay?

0
49

Trong bài viết này TOP 10 Ninh Thuận xin thông tin tới quý độc giả về UPS. Tiếp tục là một từ viết tắt, vậy thì UPS là gì? UPS được viết tắt theo cụm từ nào? Trong những lĩnh vực nào thì xuất hiện từ UPS. Hãy theo dõi những nội dung thú vị sau đây.

UPS là gì? Bộ lưu điện UPS là gì?

UPS là gì?

UPS là viết tắt của cụm từ Uninterruptible Power Supply hay Uninterruptible Power Source (UPS), được hiểu đơn giản là Bộ lưu điện.

Bộ lưu điện UPS là thiết bị điện lưu trữ nguồn điện dự phòng, nguồn cung cấp điện năng trong một khoảng thời gian ngắn tương ứng với công suất thiết kế nhằm duy trì hoạt động của mọi thiết bị điện khi điện lưới gặp sự cố bất ngờ.

UPS là bộ lưu điện.

UPS còn là viết tắt của United Parcel Service, một công ty quản lý chuỗi cung ứng và phân phối hàng hoá đa quốc gia ở Mỹ. Công ty UPS hoạt động gồm nhiều gói dịch vụ liên quan mật thiết đến ngành vận tải như: Dịch vụ chuyển phát nhanh trong nước (Hoa Kỳ) và Quốc tế, Dịch vụ Logistics cho doanh nghiệp liên quan đến các doanh nghiệp trong hoạt động Xuất Nhập Khẩu.

Trong bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về UPS là Bộ lưu điện vì đây là thông tin được nhiều người mong muốn có câu trả lời cụ thể hơn. 

Cấu tạo của hệ thống lưu điện UPS là gì? 

Cấu tạo bên trong bộ lưu điện UPS cơ bản gồm có:

– Bình Ắc quy (Battery):  Là nơi lưu trữ điện.

– Bộ sạc (Charger):  Là mạch nạp điện cho các bình ắc quy.

– Bộ chỉnh lưu (Rectifier): Là mạch chuyển đổi dòng điện AC thành dòng điện DC.

– Bộ nghịch lưu (Inverter):  Là mạch chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều.

Nguyên lý hoạt động của UPS

Từ phân tích cấu tạo bên trong của bộ lưu điện UPS ta thấy rằng nó có ắc quy để nạp và tích điện. Như vậy nguyên tắc hoạt động của UPS là chuyển điện từ ắc quy sang thành nguồn điện cung cấp cho tải khi nguồn điện cung cấp ngõ vào cho UPS bị mất trong trường hợp xảy ra sự cố lưới điện.

Bên trong bộ lưu điện UPS có 1 hoặc nhiều ắc quy dùng để tích năng lượng điện. Sử dụng một bo mạch có chức năng biến đổi điện một chiều ắc quy thành điện xoay chiều, và dòng điện xoay chiều này giao động tần số và điện áp phù hợp với yêu cầu sử dụng – tức là 220Vac 50Hz/60Hz.

Sơ đồ hoạt động của UPS với thiết bị khác.

Tóm lại Bộ lưu điện UPS hoạt động theo 2 nguyên tắc sau:

  • Trong điều kiện điện lưới bình thường: Ắc quy của UPS được nạp và tích điện.
  • Khi điện lưới gặp sự cố mất nguồn: Dòng điện một chiều từ ắc quy của UPS sẽ được nghịch lưu thành dòng điện xoay chiều để cung cấp cho thiết bị điện.

Có những loại UPS nào?

Hệ thống bộ lưu điện UPS càng ngày phổ biến vì nhu cầu sử dụng điện năng cũng như bảo vệ dữ liệu trong máy tính trong quá trình làm việc. 

Hiện nay ở trên thị trường có nhiều loại UPS chẳng hạn như: Offline, Line-Interactive, Online, chuyển đổi hai chiều, Online số, Inline… Nhưng thị trường cũng như tính năng quyết định 3 loại UPS phổ biến nhất là:

  • Bộ lưu điện UPS Online
  • Bộ lưu điện UPS Offline
  • Bộ lưu điện UPS Offline sử dụng công nghệ Line-Interactive

Bộ lưu điện UPS online

Bộ lưu điện UPS Online hoạt động với cơ chế sau:

  • Ở điều kiện bình thường, bộ lưu điện sẽ 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.
  • Khi nguồn điện lưới gặp sự cố bộ lưu điện sẽ dùng mạch điện ắc quy. Dòng điện một chiều từ ắc quy được nghịch lưu thành dòng điện xoay chiều để cấp cho thiết bị điện.
  • Trong trường hợp quá tải hoặc các vấn đề khác, loại UPS có Bypass tự động đảm bảo tải được hỗ trợ bởi Switch trực tiếp ở đầu vào.

Sơ đồ hoạt động của UPS online.

Bộ lưu điện 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.

Bộ lưu điện 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…

Bộ lưu điện UPS offline

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. Nguyên tắc hoạt động của UPS Offline là:

  • Trong điều kiện bình thường 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 và bộ biến tần cho thiết bị để duy trì hoạt động.

Nhược điểm của loại UPS offline là:

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” được điều khiển cùng lúc). Bởi vì 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.

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. Vì vậy 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.

Bộ lưu điện 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. Nguyên nhân là vì tính ổn áp không có trong UPS offline mà chỉ có trong loại UPS online.

Bộ lưu điện UPS offline áp dụng công nghệ line interactive

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. Để khắc phục nhược điểm đó bộ lưu điện UPS offline sử dụng công nghệ Line interactive ra đời. 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.

Sơ đồ hoạt động của UPS Line Interactive.

Nguyên tắc hoạt động của UPS Line Interactive:

  • Nguyên tắc hoạt động của UPS 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.

Bộ lưu điện UPS dùng để làm gì?

UPS cung cấp nguồn điện không gián đoạn.

UPS là bộ lưu điện lưu trữ nguồn điện dự phòng cho nên UPS dùng trong bảo vệ hệ thống máy tính, hệ thống thiết bị điện gia đình, thiết bị văn phòng, datacenter, thiết bị viễn thông công nghệ cao, thiết bị trong hoạt động sản xuất kinh doanh… UPS tránh mọi gián đoạn công việc, mất mát dữ liệu gây thiệt hại nghiêm trọng do mất nguồn hay nguồn điện chập chờn gây ra.

UPS là nguồn nuôi hệ thống thang máy, tránh mất nguồn đột ngột, gây sự cố về người như thang máy rơi tự do…

UPS  đảm bảo hoạt động xuyên suốt cho các thiết bị trong các trung tâm tài chính, ngân hàng, bệnh viện…

UPS khác với nguồn phụ hoặc hệ thống điện khẩn cấp hay máy phát ở chỗ là nó có khả năng bảo vệ tức thời khi nguồn bị gián đoạn đột ngột, bằng cách cung cấp điện từ battery hoặc flywheel. Thời gian chạy trên battery của UPS tương đối ngắn, chỉ khoảng vài phút nhưng đủ để khởi động nguồn phụ hoặc tắt an toàn các thiết bị điện cần bảo vệ.

Thời gian hoạt động của UPS

Thông thường thì các UPS có thể hoạt động liên tục 15 đến 30 phút trước khi cần nạp lại bình ắc-quy. Yếu tố thứ hai ảnh hưởng đến thông số thời gian hoạt động của bộ lưu điện, là tổng công suất của các thiết bị kết nối vào UPS và sử dụng đồng thời lúc cúp điện.

Như vậy có thể thấy rằng dung lượng điện tích trong bình ắc-quy là yếu tố đầu tiên ảnh hưởng đến thời gian hoạt động của UPS. Dung lượng này càng lớn thì thời gian hoạt động của bộ lưu điện càng lâu. Bên cạnh đó cách sử dụng thiết bị của bạn cũng ảnh hưởng đến thời gian lưu điện của UPS.

UPS dùng cho những thiết bị nào? 

Vì công suất của bộ lưu điện UPS có giới hạn nên không phải thiết bị nào cũng có thể sử dụng được. Máy tính và router ADSL là hai thứ nên dùng với UPS.

Ngoài ra người ta còn dùng UPS để cấp điện liên tục cho các thiết bị báo cháy, hay camera quan sát để chúng hoạt động liên tục, dù nguồn điện chính bị cắt.

Việc cắm quá nhiều thiết bị vào UPS là không nên. Đặc biệt là các thiết bị có công suất lớn như máy in hay máy quét ảnh, và sử dụng cùng lúc, sẽ làm giảm đáng kể thời gian hoạt động của bộ lưu điện.

Bộ lưu điện thường dùng cho các thiết bị văn phòng…

Cách tính công suất bộ lưu điện UPS cần mua

Máy vi tính có công suất tính theo dòng một chiều với đơn vị đo là W, một máy vi tính phổ thông thường có công suất khoảng 300w kể cả màn hình. Còn Bộ lưu điện UPS  có công suất tính theo dòng xoay chiều với đơn vị đo là VA, bạn có thể tham chiếu sang đơn vị đo W bằng cách lấy số VA nhân hệ số 0,7.

Ví dụ: một UPS có công suất 500VA sẽ tương đương 500VA x 0,7 = 350W.

Công suất một số thiết bị thường sử dụng để chọn ra công suất UPS cần mua.

Cách sử dụng hệ thống lưu điện UPS

– Tổng công suất của các thiết bị ngoại vi luôn luôn nhỏ hơn công suất của hệ thống lưu điện. Nếu lớn hơn sẽ xảy ra trường hợp quá tải dẫn đến tình trạng hư hỏng.

– Sạc đầy ắc quy trước lần sử dụng đầu tiên, thời gian sạc căn cứ theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Trong quá trình sử dụng, không nên để ắc quy trong tình trạng cạn kiệt rồi mới sạc, như vậy có thể làm giảm tuổi thọ của ắc quy.

– Lựa chọn vị trí đặt hệ thống lưu điện thoáng mát, thông thoáng, tránh các vị trí có chứa các chất dễ gây cháy nổ, ẩm thấp, hạn chế sự tản nhiệt.

– Không dùng bộ lưu điện UPS đến cạn kiệt ắc quy, không để UPS quá nóng, tắt nguồn đúng cách, sạc điện lưới 16 giờ cho UPS trước khi cắm tải cho lần sử dụng đầu tiên và sau mỗi lần nhận lại sản phẩm từ trung tâm bảo hành…

Ưu và nhược điểm của UPS

Ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng bộ lưu điện UPS là:

Ưu điểm

  • Không chậm trễ giữa việc chuyển đổi từ nguồn điện chính sang UPS.
  • Có thể hỗ trợ tốt hơn so với máy phát điện về thời gian đáp ứng.
  • Người tiêu dùng có thể chọn loại và kích cỡ của UPS, tùy thuộc vào lượng điện năng họ cần cung cấp cho thiết bị.
  • UPS hoạt động rất êm, không gây tiếng ồn.
  • Bảo trì hệ thống UPS rẻ hơn so với máy phát điện.

Nhược điểm

  • Không có khả năng chạy các thiết bị nặng và lâu dài vì nguồn ắc quy, pin của UPS là có giới hạn.
  • Độ bền phụ thuộc vào chất lượng của ắc quy, pin. Nếu sử dụng pin không đạt tiêu chuẩn, người dùng có thể sẽ thay thế pin thường xuyên.
  • Bộ lưu điện UPS có thể cần cài đặt chuyên nghiệp.

Lưu ý khi mua và sử dụng UPS

Mỗi thiết bị công nghệ điện từ đều có những lưu ý đặc biệt, sau đây là những điều cần lưu ý khi mua hệ thống lưu điện UPS:

– Nên chọn sản phẩm của các thương hiệu nổi tiếng như: Apollo, Hyundai, Santak… nhằm đảm bảo chất lượng của sản phẩm cũng như sự tin cậy và quy trình bảo hành bảo, dưỡng tốt.

– Nên chọn những bộ lưu điện được làm từ vật liệu chắc chắn, bền, đẹp, an toàn và hiệu quả khi sử dụng.

– Lựa chọn loại bộ lưu điện phù hợp dựa trên từng mục đích sử dụng như: sử dụng trong phạm vi gia đình, hay quy mô công nghiệp, công suất của các thiết bị ngoại vi, thời gian mà các thiết bị cần cung cấp nguồn điện nếu gặp sự cố về nguồn điện.

Để đảm bảo quá trình hoạt động cũng như bảo vệ dữ liệu khi có sự cố lưới điện xảy ra thì UPS là lựa chọn hoàn hảo. Như vậy, qua bài viết này bạn đã có thêm thông tin cần thiết về UPS là gì và các loại UPS được sử dụng. Hãy chọn cho mình loại UPS phù hợp nhất nhé.