در مقاله بررسی مشکلات و راهکار‌های قطعی برق، به مشکلاتی که مردم در زندگی روزمره با آنها با قطع برق مواجه هستند و چند راهکار پیشنهادی پرداختیم، در ادامه به معرفی یو پی اس و اجزای تشکیل‌دهنده آن می‌پردازیم.
UPS مخفف عبارت Uninterruptible Power Supply، به معنای منبع تغذیه بدون وقفه است. UPS، منبع تغذیه الکترونیکی است که وظیفه اصلی آن، تامین بدون وقفه توان مورد نیاز بار مصرفی است، این سیستم بین برق شهر و دستگاه مصرف‌کننده قرار گرفته، علاوه بر تثبیت و تنظیم برق شبکه، مانع از نفوذ نویز و اختلالات شبکه به تجهیزات حساس مصرف‌کننده می‌شود و برق مورد نیاز تجهیزات مصرف‌کننده مانند سرور و کامپیوتری که تحت تاثیر این نوسانات هستند را با استفاده از برق ذخیره شده در باتری، تامین و محافظت می‌کند و در زمان قطعی برق نیز توان مورد نیاز آنها را تامین می‌کند. آنچه مهم است اطمینان از پیکربندی شبکه و برق موجود در مسیر بین داده‌ها، سرور و کامپیوتر‌های موجود در شبکه است.
هنگام نوسانات ناگهانی برق، سیستم UPS باعث جلوگیری از آسیب دیدن سیستم‌های الکترونیکی می‌شود و از آنها در برابر تغییر ولتاژ و قطعی برق محافظت می‌کند. هدف اصلی یک دستگاه یو پی اس تهیه یک منبع بدون وقفه انرژی برای تجهیزاتی است که از آن محافظت می‌کند.
تست خودکار نیز برای اطمینان از عملکرد مناسب UPS استفاده می‌شود. این تست در هنگام اولین اتصال یو پی اس به برق انجام می‌شود و بعد از آن هم، تست در زمان‌های مشخصی انجام می‌شود.
زمانی یو پی اس ها به عنوان یک سیستم گران ارزیابی می شدند اما امروزه با توجه به گران قیمت بودن تجهیزات از نظر سخت افزاری و ارزشمندی اطلاعات و داده ها، هزینه تهیه و تامین دستگاه UPS کاملاً ارزان و مقرون به صرفه است.
قبل از وارد شدن به جزئیات کارکرد این سیستم، بد نیست نگاهی اجمالی به ساختار آن بیندازیم.
در گذشته مشتریان برای استفاده از UPS، هزینه بسیاری می‌پرداختند، اما امروزه با زیاد شدن هزینه‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، استفاده از UPS ها مقرون‌به‌صرفه است. با وجود یو پی اس ها علاوه بر اینکه برق شهری (منبع اولیه برق) در دسترس سیستم‌های الکترونیکی است، منبع ثانویه‌ای هم هنگام قطعی منبع اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اجزای سیستم UPS
سه جز اصلی تشکیل دهنده UPS شامل باتری، شارژر و مبدل است:
باتری UPS
دوشاخه یک وسیله الکترونیکی که به برق شهر وصل می‌شود فقط از یک منبع نیرو استفاده می‌کند. اگر برق شهر قطع شود، آن وسیله در اثر انقطاع الکتریسیته به سرعت خاموش می‌شود. یو پی اس این معادله را با فراهم نمودن دو منبع برق برای وسیله برقی به هم می‌زند. یو پی اس ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که همواره دو منبع برق وجود داشته باشد. یکی منبع انرژی اولیه (برق شهر) و دیگری منبعی که در صورت قطع منبع اول وارد مدار می‌شود و به آن منبع ثانویه (باتری) گفته می شود.
بسته به نوع یو پی اس گاهی اوقات سوییچی برای کنترل این که کدام یک از منابع نیرو در هر لحظه مورد استفاده قرار می‌گیرند تعبیه شده است. این سوییچ به محض اینکه متوجه شود که منبع اولیه قطع شده، از حالت اولیه به حالت ثانویه تغییر می‌کند و زمانی که منبع اولیه مجدداً وصل شد از حالت ثانویه به حالت اولیه باز می‌گردد.
باتری UPS یکی از مهم‌ترین و اصلی‌ترین بخش‌های این دستگاه است که معمولا بین 5 تا 20 دقیقه می‌تواند برق لازم UPS را در حین قطعی برق فراهم کند. ظرفیت باتری UPS ها در ابعاد کلی این سیستم تاثیر دارد، به نحوی که هر چه باتری‌ها بزرگ و ظرفیت آنها بیشتر باشد، UPS هم بزرگتر است. مشتری نیز متناسب با ظرفیت مورد نیاز خود، سایز یو پی اس را انتخاب می‌کنند. توجه داشته باشید که باتری این منبع تغذیه باید همیشه تست و بررسی شود، زیرا معیوب بودن آن باعث آسیب دیدن داده‌های کاربران می‌شود، همچنین می‌توان UPS را طوری تنظیم کرد که زمانی که 80 درصد باتری آن تخلیه شد، سیستم‌های شما را خاموش کند. در این لحظه نرم‌افزار UPS، یک فرآیند Shut Down را فعال می‌کند که برنامه‌های شما را می‌بندد و سیستم را غیر فعال می‌کند.
زمانی که نرم‌افزار یو پی اس را نصب کردید، برای نتیجه بهتر، می‌توانید نرم‌افزار را با توجه به نیازهایی که دارید پیکربندی کنید. البته می‌توانید با تنظیمات پیش‌فرض هم از آن استفاده کنید.
توصیه می‌شود همیشه تنظیمات پیش فرض را بررسی کنید. برای اینکه تشخیص دهید این تنظیمات نیاز به تغییر دارد یا خیر، می‌توانید مشخص کنید که سیستم به وسیله باتری‌ها تا چه مدتی کار می‌کند و تنظیمات UPS را به گونه‌ای تغییر دهید که هنگامی که باتری آن رو به اتمام است، سیستم‌های الکترونیکی، خاموش شوند.
در زمان پیکربندی تنظیمات به این نکته توجه کنید که برای خاموش کردن اصولی دستگاه باید زمان لازم را به آن اختصاص دهید. بعضی از سرورها برای خاموش شدن صحیح ۶، ۸ یا حتی ۱۰ دقیقه زمان نیاز دارند، پس اگر فرآیند خاموش شدن هنگامی است که باتری فقط به مدت ۵ دقیقه توان دارد، ممکن است اطلاعات از بین برود.
خرابی باتری ها نیز نکته مهمی است که باید به آن توجه کنید. باتری‌های یو پی اس این است که اگر دچار مشکل شوند، اخطار‌هایی اعلام می‌کنند. تست باتری‌ها به صورت منظم، کمک زیادی می‌کند تا از ظرفیت و سلامت باتری مطمئن شوید. بهتر است همیشه قبل از اینکه باتری‌ها کاملا خراب شوند اقدام به تعویض آنها کنید، چون اگر باتری‌های معیوب در سیستم باقی بمانند ممکن است باعث از دست رفتن اطلاعات شما شوند.
نکته مهم: اطمینان از اتمام پروسه بکاپگیری
زمانی که از برنامه‌های پشتیبان‌گیری ویندوز استفاده می‌کنید، باید مشخص کنید که اگر حالت باتری فعال است، شروع به کار نکند. در تنظیمات مدیریت برق پشتیبان‌گیر ویندوز Figure C، بخش‌های مربوط به باتری را انتخاب کنید، تا پشتیبان گیری‌هایی ناتمام، جای خود را به فایل‌های پشتیبان‌گیری شده سالم ندهند. لازم به ذکر است که این تنظیمات، به صورت پیش‌فرض در ویندوز وجود ندارد و شما باید تا زمانی که سایت دچار قطعی مکرر برق نشده است، تغییرات لازم را انجام دهید.
شارژر UPS
برق شهری، متناوب است و تجهیزات الکترونیکی از برق متناوب استفاده می‌کنند اما تمامی باتری ها برق مستقیم تولید می‌کنند، بنابراین قسمتی از یو پی اس به نام شارژر (Charger)، کار تبدیل برق متناوب به برق مستقیم را برای شارژ باتری ها انجام می‌دهد. با توجه به اینکه برق شهری از نوع جریان متناوب است و برق مورد استفاده باتری‌ها، جریان مستقیم، بخشی از UPS ها، به عنوان شارژر، وظیفه تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم را برعهده دارد.
ولتاژ شارژر UPS با ولتاژ باتری یو پی اس برابر است. ولتاژ ایجاد شده در خروجی شارژر یو پی اس، باتری را شارژ می‌کند. این ولتاژ بین 13.4 و 13.7 است. شاید برایتان جالب باشد که بدانید ولتاژ باتری های معمولی 12 ولت است.
شارژ باتری مطابق منحنی شارژ انجام می‌شود یعنی مقدار جریانی که شارژر به باتری می‌دهد در ابتدا زیاد است و به مرور کم می‌شود و وقتی شارژ باتری کامل شود جریان ورودی به باتری به کمترین میزان خواهد رسید.
شارژ UPS باید با توجه نوع باتری UPS انتخاب شود. ممکن است باتری از نوع لیتیومی یا اسیدی باشد.
Inverter یا مبدل UPS
مبدل، وظیفه تبدیل برق مستقیم ذخیره شده در باتری به جریان متناوب شهری را بر عهده دارد. در صورتی که برق قطع و یا دچار مشکل شود، بلافاصله مبدل، جریان مستقیم باتری را به متناوب تبدیل کرده و منجر به تامین بدون وقفه برق مورد نیاز دستگاه می‌شود. واحد اندازه گیری UPS، توان یا VA (حاصل ضرب ولتاژ در جریان خروجی) است. توان یک UPS، وابسته به مبدل آن است: هر چه مبدل دستگاه یو پی اس قوی‌تر باشد توان و قدرت یو پی اس بیشتر خواهد بود به عبارتی می‌تواند تعداد و توان تجهیزات بیشتری را پشتیبانی کند از طرفی هر چه ظرفیت باتری یو پی اس بالاتر باشد زمان برق دهی در هنگام قطعی برق شهر بالاتر خواهد بود.
در برخی انواع UPS، مبدل بزرگ برق متناوب به مستقیم وجود دارد و مبدل همواره نیروی لازم برای راه اندازی وسیله برقی را تامین می‌کند و خود مبدل، انرژی لازم را از منبع اولیه و از طریق مبدل برق متناوب به مستقیم یا از باتری تامین می‌کند.
منبع: فالنیک
UPS مخفف عبارت Uninterruptible Power Supply، به معنای منبع تغذیه بدون وقفه است. UPS، منبع تغذیه الکترونیکی است که وظیفه اصلی آن، تامین بدون وقفه توان مورد نیاز بار مصرفی است، این سیستم بین برق شهر و دستگاه مصرف‌کننده قرار گرفته، علاوه بر تثبیت و تنظیم برق شبکه، مانع از نفوذ نویز و اختلالات شبکه به تجهیزات حساس مصرف‌کننده می‌شود و برق مورد نیاز تجهیزات مصرف‌کننده مانند سرور و کامپیوتری که تحت تاثیر این نوسانات هستند را با استفاده از برق ذخیره شده در باتری، تامین و محافظت می‌کند و در زمان قطعی برق نیز توان مورد نیاز آنها را تامین می‌کند. آنچه مهم است اطمینان از پیکربندی شبکه و برق موجود در مسیر بین داده‌ها، سرور و کامپیوتر‌های موجود در شبکه است.
هنگام نوسانات ناگهانی برق، سیستم UPS باعث جلوگیری از آسیب دیدن سیستم‌های الکترونیکی می‌شود و از آنها در برابر تغییر ولتاژ و قطعی برق محافظت می‌کند. هدف اصلی یک دستگاه یو پی اس تهیه یک منبع بدون وقفه انرژی برای تجهیزاتی است که از آن محافظت می‌کند.
تست خودکار نیز برای اطمینان از عملکرد مناسب UPS استفاده می‌شود. این تست در هنگام اولین اتصال یو پی اس به برق انجام می‌شود و بعد از آن هم، تست در زمان‌های مشخصی انجام می‌شود.
زمانی یو پی اس ها به عنوان یک سیستم گران ارزیابی می شدند اما امروزه با توجه به گران قیمت بودن تجهیزات از نظر سخت افزاری و ارزشمندی اطلاعات و داده ها، هزینه تهیه و تامین دستگاه UPS کاملاً ارزان و مقرون به صرفه است.
قبل از وارد شدن به جزئیات کارکرد این سیستم، بد نیست نگاهی اجمالی به ساختار آن بیندازیم.
در گذشته مشتریان برای استفاده از UPS، هزینه بسیاری می‌پرداختند، اما امروزه با زیاد شدن هزینه‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، استفاده از UPS ها مقرون‌به‌صرفه است. با وجود یو پی اس ها علاوه بر اینکه برق شهری (منبع اولیه برق) در دسترس سیستم‌های الکترونیکی است، منبع ثانویه‌ای هم هنگام قطعی منبع اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اجزای سیستم UPS
سه جز اصلی تشکیل دهنده UPS شامل باتری، شارژر و مبدل است:
باتری UPS
دوشاخه یک وسیله الکترونیکی که به برق شهر وصل می‌شود فقط از یک منبع نیرو استفاده می‌کند. اگر برق شهر قطع شود، آن وسیله در اثر انقطاع الکتریسیته به سرعت خاموش می‌شود. یو پی اس این معادله را با فراهم نمودن دو منبع برق برای وسیله برقی به هم می‌زند. یو پی اس ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که همواره دو منبع برق وجود داشته باشد. یکی منبع انرژی اولیه (برق شهر) و دیگری منبعی که در صورت قطع منبع اول وارد مدار می‌شود و به آن منبع ثانویه (باتری) گفته می شود.
بسته به نوع یو پی اس گاهی اوقات سوییچی برای کنترل این که کدام یک از منابع نیرو در هر لحظه مورد استفاده قرار می‌گیرند تعبیه شده است. این سوییچ به محض اینکه متوجه شود که منبع اولیه قطع شده، از حالت اولیه به حالت ثانویه تغییر می‌کند و زمانی که منبع اولیه مجدداً وصل شد از حالت ثانویه به حالت اولیه باز می‌گردد.
باتری UPS یکی از مهم‌ترین و اصلی‌ترین بخش‌های این دستگاه است که معمولا بین 5 تا 20 دقیقه می‌تواند برق لازم UPS را در حین قطعی برق فراهم کند. ظرفیت باتری UPS ها در ابعاد کلی این سیستم تاثیر دارد، به نحوی که هر چه باتری‌ها بزرگ و ظرفیت آنها بیشتر باشد، UPS هم بزرگتر است. مشتری نیز متناسب با ظرفیت مورد نیاز خود، سایز یو پی اس را انتخاب می‌کنند. توجه داشته باشید که باتری این منبع تغذیه باید همیشه تست و بررسی شود، زیرا معیوب بودن آن باعث آسیب دیدن داده‌های کاربران می‌شود، همچنین می‌توان UPS را طوری تنظیم کرد که زمانی که 80 درصد باتری آن تخلیه شد، سیستم‌های شما را خاموش کند. در این لحظه نرم‌افزار UPS، یک فرآیند Shut Down را فعال می‌کند که برنامه‌های شما را می‌بندد و سیستم را غیر فعال می‌کند.
زمانی که نرم‌افزار یو پی اس را نصب کردید، برای نتیجه بهتر، می‌توانید نرم‌افزار را با توجه به نیازهایی که دارید پیکربندی کنید. البته می‌توانید با تنظیمات پیش‌فرض هم از آن استفاده کنید.
توصیه می‌شود همیشه تنظیمات پیش فرض را بررسی کنید. برای اینکه تشخیص دهید این تنظیمات نیاز به تغییر دارد یا خیر، می‌توانید مشخص کنید که سیستم به وسیله باتری‌ها تا چه مدتی کار می‌کند و تنظیمات UPS را به گونه‌ای تغییر دهید که هنگامی که باتری آن رو به اتمام است، سیستم‌های الکترونیکی، خاموش شوند.
در زمان پیکربندی تنظیمات به این نکته توجه کنید که برای خاموش کردن اصولی دستگاه باید زمان لازم را به آن اختصاص دهید. بعضی از سرورها برای خاموش شدن صحیح ۶، ۸ یا حتی ۱۰ دقیقه زمان نیاز دارند، پس اگر فرآیند خاموش شدن هنگامی است که باتری فقط به مدت ۵ دقیقه توان دارد، ممکن است اطلاعات از بین برود.
خرابی باتری ها نیز نکته مهمی است که باید به آن توجه کنید. باتری‌های یو پی اس این است که اگر دچار مشکل شوند، اخطار‌هایی اعلام می‌کنند. تست باتری‌ها به صورت منظم، کمک زیادی می‌کند تا از ظرفیت و سلامت باتری مطمئن شوید. بهتر است همیشه قبل از اینکه باتری‌ها کاملا خراب شوند اقدام به تعویض آنها کنید، چون اگر باتری‌های معیوب در سیستم باقی بمانند ممکن است باعث از دست رفتن اطلاعات شما شوند.
نکته مهم: اطمینان از اتمام پروسه بکاپگیری
زمانی که از برنامه‌های پشتیبان‌گیری ویندوز استفاده می‌کنید، باید مشخص کنید که اگر حالت باتری فعال است، شروع به کار نکند. در تنظیمات مدیریت برق پشتیبان‌گیر ویندوز Figure C، بخش‌های مربوط به باتری را انتخاب کنید، تا پشتیبان گیری‌هایی ناتمام، جای خود را به فایل‌های پشتیبان‌گیری شده سالم ندهند. لازم به ذکر است که این تنظیمات، به صورت پیش‌فرض در ویندوز وجود ندارد و شما باید تا زمانی که سایت دچار قطعی مکرر برق نشده است، تغییرات لازم را انجام دهید.
شارژر UPS
برق شهری، متناوب است و تجهیزات الکترونیکی از برق متناوب استفاده می‌کنند اما تمامی باتری ها برق مستقیم تولید می‌کنند، بنابراین قسمتی از یو پی اس به نام شارژر (Charger)، کار تبدیل برق متناوب به برق مستقیم را برای شارژ باتری ها انجام می‌دهد. با توجه به اینکه برق شهری از نوع جریان متناوب است و برق مورد استفاده باتری‌ها، جریان مستقیم، بخشی از UPS ها، به عنوان شارژر، وظیفه تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم را برعهده دارد.
ولتاژ شارژر UPS با ولتاژ باتری یو پی اس برابر است. ولتاژ ایجاد شده در خروجی شارژر یو پی اس، باتری را شارژ می‌کند. این ولتاژ بین 13.4 و 13.7 است. شاید برایتان جالب باشد که بدانید ولتاژ باتری های معمولی 12 ولت است.
شارژ باتری مطابق منحنی شارژ انجام می‌شود یعنی مقدار جریانی که شارژر به باتری می‌دهد در ابتدا زیاد است و به مرور کم می‌شود و وقتی شارژ باتری کامل شود جریان ورودی به باتری به کمترین میزان خواهد رسید.
شارژ UPS باید با توجه نوع باتری UPS انتخاب شود. ممکن است باتری از نوع لیتیومی یا اسیدی باشد.
Inverter یا مبدل UPS
مبدل، وظیفه تبدیل برق مستقیم ذخیره شده در باتری به جریان متناوب شهری را بر عهده دارد. در صورتی که برق قطع و یا دچار مشکل شود، بلافاصله مبدل، جریان مستقیم باتری را به متناوب تبدیل کرده و منجر به تامین بدون وقفه برق مورد نیاز دستگاه می‌شود. واحد اندازه گیری UPS، توان یا VA (حاصل ضرب ولتاژ در جریان خروجی) است. توان یک UPS، وابسته به مبدل آن است: هر چه مبدل دستگاه یو پی اس قوی‌تر باشد توان و قدرت یو پی اس بیشتر خواهد بود به عبارتی می‌تواند تعداد و توان تجهیزات بیشتری را پشتیبانی کند از طرفی هر چه ظرفیت باتری یو پی اس بالاتر باشد زمان برق دهی در هنگام قطعی برق شهر بالاتر خواهد بود.
در برخی انواع UPS، مبدل بزرگ برق متناوب به مستقیم وجود دارد و مبدل همواره نیروی لازم برای راه اندازی وسیله برقی را تامین می‌کند و خود مبدل، انرژی لازم را از منبع اولیه و از طریق مبدل برق متناوب به مستقیم یا از باتری تامین می‌کند.
منبع: فالنیک
