1- Line interactive (Off line)

تمامی یو پی اس های این تیپ از نوع تک فاز به تک فاز هستند و می توانند دارای شکل موج سینوسی و یا شبه سینوسی باشند.


در شکل موج شبه سینوسی (Modified sine wave) با تغییر عرض پالس عمل رگولاسیون انجام می شود و بر عکس نظر عمومی که تصور می شود بهترین شکل موج برای تمامی مصرف کننده ها شکل موج سینوسی است، این فرم شکل موج برای مصرف کننده های با تغذیه سوئیچینگ به مراتب بهتر از فرم سینوسی است چرا که در تغذیه های سوئیچینگ ، ابتدا برق ورودی یک سو و فیلتر می شود و شکل موج شبه سینوسی به مراتب برای این کار بهتر است و راندمان مصرف کننده برای یکسو سازی این فرم شکل موج بسیار بالاتر از شکل موج سینوسی می باشد.
برای مصرف کننده های سلفی مانند موتورهای القایی و ترانسفورماتور ها ، شکل موج شبه سینوسی مناسب نیست و بارهای سلفی باعث به هم ریختن شکل موج شبه سینوسی می شوند و حتما بایستی از یو پی اس های با شکل موج سینوسی استفاده نمایند.
نکته مهم در شکل موج شبه سینوسی ، sync بودن یا هم فاز بودن آن در لحظه سوئیچینگ از برق شهر به یو پی اس و بالعکس می باشد تا پرش ولتاژ و جریان روی بار به حداقل برسد.
در اغلب تعاریف، متاسفانه سیستم OFF LINE و LINE INTERACTIVE را یکسان و یکی معرفی می کنند ولی این دو تفاوت مهمی با هم دارند که بدان می پردازیم:

1-1 OFF LINE یو پی اس:

در این روش، در شرایطی که برق ورودی از حیث مقدار موثر و یا peak ولتاژ در رنج مجاز باشد یا دررنجی باشد که بتواند با استبلایزر درونی خود آنرا مجاز کند، از آن به صورت مستقیم جهت تغذیه مصرف کننده استفاده می کند.


تقریبا تمامی این تیپ یو پی اس ها دارای استبلایزر داخلی هستند و تغییرات از 160 تا 260 ولت برق شهر را به 190 رنج تا 240 ولت محدود کرده و از آن مستقیما برای تغذیه بار استفاده می کنند. همزمان توسط یک شارژر، باتری ها را نیز شارژ می کنند. هنگام غیر مجاز شدن برق شهر ، یک سیستم انتقال مانند رله و یا سوئیچ استاتیک (Transfer switch) بار را از برق شهر قطع و به خروجی یو پی اس وصل می کند و اگر این سوئیچینگ به اندازه کافی سریع باشد ، خروجی بدون وقفه به کار خود ادامه خواهد داد.
این سیستم هیچ کنترل و عکس العملی در خصوص فرکانس برق شهر ندارد.
زمان سوئیچ حدود 2 میلی ثانیه دارند برای اغلب مصرف کننده ها قابل تشخیص نیست.
این ساده ترین مدل یو پی اس است و برای سیستم های متداول مانند سیستمهای اداری، کامپیوتر ها، سیستم های صوتی تصویری، روشنایی و خیلی از سیستم هایی که به تغییرات فرکانس برق شهر حساس نیستند و زمان سوئیچ 2میلی ثانیه رو احساس نمی کنند مناسب است.
شکل موج خروجی این سیستم ها معمولا شبه سینوسی هستند که برای بارهای موتوری مناسب نیست.
رنج توانی متداول و مجاز برای استفاده از این روش حداکثر تا 5KVA می باشد چرا که سوییچ بار از یک منبع به منبع دیگر در حالت active بودن بار تا این رنج توانی مجاز است.

2-1 LINE INTERACTIVE :

این روش شباهت زیادی به روش OFF LINE دارد با این تفاوت که همواره خروجی بخش اینورتر UPS به بار وصل است ولی طبقات قدرت ، خروجی ندارند و در حالت stand by قرار دارند. خروجی استبلایزر برق شهر هم به همین نقطه وصل است و همزمان که بار را تغذیه می کند از طریق همان المانهای قدرتی اینورتر ولی بصورت reverse باتری را شارژ می کند. هر زمان که مدارات کنترل، خروجی استبلایزر شده برق شهر را غیر مجاز تشخیص دهند ، قسمت اینورتر یو پی اس را فعال نموده و با یک همپوشی یا over lap ظریف و مناسب برق شهر را توسط همان line switch از بار قطع می نماید. هنگام مجاز شدن برق شهر نیز عکس این پروسه طی می شود.
نکته بسیار مهم در طراحی و کنترل کیفی این روش، هماهنگی و سوئیچ صحیح line switch می باشد چون اگر با تاخیر باشد خروجی دچار وقفه می شود و همچنین برق شهر و خروجی اینورتر بخش یو پی اس به هم وصل می شود که منجر به صدمه دیدن المان های قدرت سیستم خواهد شد.
حسن این روش عدم نیاز به بخش قدرت برای شارژر و همچنین زمان وقفه بسیار کم در تغذیه بار است.
این UPS ها هم با شکل موج شبه سینوسی و هم سینوسی کامل تولید می شوند.
این سیستم مانند سیستم های OFF LINE هیچ کنترلی روی فرکانس برق شهر ندارند.
رنج توانی متداول و مجاز برای استفاده از این روش حداکثر تا 5KVA می باشد چرا که سوییچ بار از یک منبع به منبع دیگر در حالت active بودن بار تا این رنج توانی مجاز است .

2- ON LINE یو پی اس:

در این روش که بهترین و کاملترین روش برای تغذیه بدون وقفه بارهای حساس است برق شهر یکسو شده و همراه با الحاق باتری بدان مجددا به AC تبدیل شده و بار را تغذیه می کند و بدلیل 2 بار تبدیل برق شهر (AC/DC و DC/AC) بنام Double conversion معروف است .
همواره از یک ماژول مستقل برای شارژ باتری ها استفاده میشود و همچنین از یک مسیر by pass نیز جهت یکسره نمودن ورودی و خروجی در شرایط اضطرار و یا شرایط over load استفاده می شود. در شرایط over load بطور موقت بار به برق شهر البته مشروط بر مجاز بودن آن منتقل می شود (بجای قطع تغذیه خروجی ) و پس از رفع over load بار مجددا از طریق یو پی اس تغذیه می شود.
از آنجا که در این روش برق شهر یکسو می شود لذا فرکانس برق شهر هیچ نقشی در خروجی ندارد و شکل موج خروجی اصالتا توسط یو پی اس ساخته می شود لذا از پایداری شکل موج شامل فرکانس و دامنه ولتاژ و مقدار موثر برخوردار است.
همانگونه مشخص است مصرف کننده بطور پیوسته تغذیه می شود و هیچگونه سوئیچینگی وجود ندارد و به همین دلیل این روش به صفر ثانیه معروف است.
تمامی یو پی اس های ONLINE دارای شکل موج سینوسی کامل هستند و THD آن ها عمدتا حدود 3 تا 5 درصد می باشد و در نمونه های خاص دارای THD در حد 1% هم می توانند باشند.


یو پی اس های ON LINE دارای انواع تک فاز به تک فاز ، سه فاز به تک فاز و سه فاز به سه فاز هستند.
معمولا تا رنج 10KVA از سیستمهای 1/1 و برای رنج های از 10KVA تا 30KVA از مدلهای 3/1 استفاده میشود.
مدل های 3/3 از رنج 10KVA تا 800KVA متداول است. برای رنجهای بالاتر معمولا از روش موازی کردن UPS ها استفاده میشود و تا حدود 5 سیستم را میتوان با هم موازی (parallel) نمود که البته برای این کار بایستی از ماجول های مخصوص استفاده نمود و همچنین UPS بایستی این قابلیت را داشته باشد.

UPS نوع Trans base و Trans less چیست؟

UPS های نوع OFF LINE و LINE INTERACTIVE معمولا از نوع trans base هستند بدین معنی که باتری از طریق یک ترانس و طبقات قدرت الکترونیک سوئیچ می شود که این سوئیچینگ در شکل موج های شبه سینوسی با فرکانس پایین (50Hz ,60Hz) و در شکل موج های سینوسی حدود 20KHz می باشد و در خروجی این ترانس شکل موج ساخته شده فیلتر و به مصرف کننده می رسد.
وجود ترانس هر چند از راندمان می کاهد و سوئیچ کردن آن باعث اغتشاشاتی در شکل موج می شود که بایستی توسط طبقات قدرت فیلتر شود ولی باعث یک ایزولاسیون کامل بین باتری و خروجی می شود که باعث می شود تا ولتاژ DC باتری هرگز حتی در زمان صدمه دیدن یو پی اس به بار نرسد و نویز و اسپارک های محیط به خصوص اگر صنعتی باشد اثر کمتری روی بار بگذارد.
متاسفانه در فرهنگ تجاری یو پی اس (UPS)، عنوان Trans base بودن با مبحث وجود ترانس ایزوله بین برق شهر و مصرف کننده چه در ورودی و چه در خروجی یو پی اس اشتباه عنوان می شود که بسیار با مفهوم اصلی متفاوت است .
در یو پی اس های Trans less ، ترانس ایزوله ای در سیستم وجود ندارد . در این سیستمها ولتاژ باتری توسط سیستم سوئیچینگ بنام بوستر به ولتاژ مورد نظر (حدود 400 ولت) بالا برده می شود و بدون نیاز به ترانس، توسط المامنهای قدرت سوئیچ شده و به صورت تکفاز یا سه فاز، شکل موج سینوسی مورد نظر را به خروجی می رسانند.

خلاصه :

برای مصرف کننده های اداری، یو پی اس های نوع LINE INTERACTIVE مشروط بر داشتن زمان سوئیچینگ کمتر از 2 میلی ثانیه مناسب هستند . اگر مصرف کننده ها دارای تغذیه سوئیچینگ در ورودی خود باشند نوع شبه سینوسی مناسب است و اگر از برق AC مستقیما برای تغذیه مصرف کننده های سلفی استفاده می کند نوع شبه سینوسی کارآیی لازم را ندارد و الزاما بایستی از نوع سینوسی کامل استفاده شود .
برای سیستمهای حساس مانند تجهیزات پزشکی ، سیستمهای حفاظتی ، سیستمهای حساس به فرکانس بایستی از یو پی اس (UPS) های ONLINE استفاده شود. برای مصرف کننده های تکفاز کمتر از 10KVA می توان از سیستمهای 1/1 و برای بالاتر از آن باید از سیستمهای 3/1 بهره جست . اگر مصرف کننده ها در محیطهای صنعتی هستند نوع TRANS BASE و در شرایط عادی می توان از انواع TRANS LESS استفاده نمود.
برای مصرف کننده های سه فاز بطور واضح از سیستمهای 3/3 و نوع trans base استفاده نمود.
در اینجا مبحث یو پی اس (UPS) به پایان می رسد.
از آنجا که داشتن دانش کاملتر مشتریان ارجمند از سیستم های یو پی اس (UPS) باعث بالا بردن دقت آنها در انتخاب نوع مورد نظرشان می شود و تبلیغات صرفا تجاری و نمایشی کمتر روی انتخاب آنها تاثیر می گذارد، امیدوارم این توضیحات و مقایسه ها تا حدودی برای تصمیم گیری و انتخاب سیستم مطلوب برای مصرف کننده مورد نظر شما دوستان عزیز موثر و مفید بوده باشد.