1 Apa itu UPS
UPS, juga dikenal sebagai catu daya tak terputus, adalah catu daya tak terputus bertegangan konstan dan frekuensi konstan yang berisi perangkat penyimpan energi dan inverter sebagai komponen utamanya. Ini terutama menyediakan catu daya tanpa gangguan untuk satu komputer, sistem jaringan komputer, atau peralatan elektronik daya lainnya.
Catu daya tak terputus UPS adalah perangkat catu daya darurat yang dapat terus menyuplai daya ke beban dan menjamin kualitas pasokan daya ketika catu daya utama mati atau kehilangan daya, sehingga pengoperasian beban tidak terpengaruh. Ini memiliki fungsi utama peralihan tanpa gangguan antara sumber daya ganda, konversi frekuensi, konversi tegangan, interferensi isolasi, dan cadangan, dan banyak digunakan di berbagai bidang seperti peralatan informasi data besar, catu daya cadangan industri, pusat perbelanjaan, sistem perbankan, kereta api sistem, dan peralatan medis.
UPS telah melalui proses pengembangan dari UPS dinamis (tipe berputar) menjadi UPS statis (tipe stasioner). UPS dinamis awal menggunakan penyimpanan energi roda gila, memanfaatkan energi mekanik dan mesin untuk mencapai konversi energi. Dengan berkembangnya teknologi elektronika daya dan material semikonduktor, UPS statis dengan thyristor sebagai intinya secara bertahap menggantikan UPS dinamis. Setelah itu, perangkat UPS statis menggunakan transistor daya raksasa yang dapat dimatikan sendiri, transistor efek medan daya, dan transistor bipolar gerbang terisolasi sebagai perangkat switching dikembangkan. Perkembangan teknologi elektronik dan kontrol digital juga mendorong transformasi sirkuit kontrol UPS dari sirkuit analog ke sirkuit digital, sehingga sangat meningkatkan kinerjanya.
UPS terutama terdiri dari penyearah, paket baterai, inverter, dan sakelar transfer statis. Ketika daya listrik normal, UPS menstabilkan daya listrik dan menyuplainya ke beban, sambil mengisi daya baterai internal; Ketika listrik terputus, UPS mengubah energi listrik dari baterai menjadi listrik AC melalui inverter dan terus memasok listrik ke beban, sehingga mencapai pasokan listrik yang tidak terputus.
Menurut standar dan karakteristik yang berbeda, UPS dapat diklasifikasikan berdasarkan bentuk gelombang keluaran, kapasitas daya, mode masukan-keluaran, prinsip kerja, struktur, dan skenario aplikasi. Metode klasifikasi umum meliputi UPS dinamis dan UPS statis menurut prinsip kerjanya. UPS Statis mencakup cadangan, interaktif, online, dll; Menurut sistem catu daya, ini dibagi menjadi masukan tunggal dan keluaran tunggal, tiga masukan dan keluaran tunggal, tiga masukan dan tiga keluaran, dll; Menurut daya keluarannya, dibagi menjadi mikro, kecil, sedang, besar, dll.
2 Jenis UPS
UPS interaktif online
UPS interaktif online menggabungkan efisiensi tinggi UPS cadangan dengan keunggulan pasokan listrik berkualitas tinggi dari UPS online. Ketika daya listrik normal, maka langsung menyuplai daya ke beban dari listrik utama tanpa melalui proses konversi daya yang rumit, sehingga efisiensi kerjanya sangat tinggi, mencapai lebih dari 98%. Pada saat yang sama, ia juga memiliki fungsi stabilisasi tegangan otomatis, yang secara kasar dapat menstabilkan tegangan dan menyerap beberapa gangguan jaringan listrik. Metode stabilisasi tegangannya kurang lebih sama dengan tipe cadangan, sebagian besar menggunakan relay untuk mengubah metode tap trafo. Ketika tegangan masukan tinggi, trafo turun, dan ketika tegangan masukan rendah, trafo naik, dengan akurasi stabilisasi tegangan keluaran 5% -10%.
Inverter pada UPS jenis ini memiliki fungsi konversi dua arah, dan bila disuplai dengan daya listrik, berfungsi sebagai penyearah AC/DC untuk mengisi daya baterai; Ketika terjadi pemadaman listrik, maka akan diubah menjadi inverter DC/AC, ditenagai oleh baterai, dan UPS terus menyuplai daya ke beban. Bentuk gelombang tegangan keluaran juga bisa berupa gelombang kuasi sinus, namun karena daya keluaran yang tinggi, mungkin ada perangkat yang memerlukan tegangan masukan berupa gelombang sinus pada beban, sehingga tegangan keluaran inverter dari UPS interaktif saluran sebagian besar adalah a gelombang sinus. Ia juga dilengkapi dengan filter frekuensi tinggi input dan output, yang dapat menahan interferensi frekuensi tinggi (mode diferensial dan umum) dari tegangan jaringan.
UPS interaktif jalur cocok untuk peralatan kantor dan jaringan rumah berukuran kecil dan menengah. Untuk skenario ini, tidak hanya memenuhi persyaratan perlindungan daya tertentu, tetapi juga memiliki keunggulan berupa biaya rendah, sirkuit sederhana, dan keandalan tinggi. Dan konverter juga memiliki fungsi pengisian daya, dan kapasitas pengisiannya lebih kuat dibandingkan tipe cadangan. Meskipun output UPS masih memiliki waktu konversi, namun lebih singkat dibandingkan jenis cadangan, biasanya 4-6ms. Jika induktor dihubungkan secara seri antara sakelar masukan dan pengatur tegangan otomatis, inverter dapat segera menyuplai daya ke beban ketika daya listrik terputus, yang dapat mempersingkat waktu konversi interaktif saluran menjadi nol dan meningkatkan kemampuan anti-interferensi. .
UPS konversi ganda
UPS konversi ganda memastikan stabilitas dan kontinuitas tegangan keluaran melalui dua konversi daya, dan banyak digunakan dalam skenario aplikasi utama seperti pusat data, fasilitas medis, dan lembaga keuangan.
Struktur sirkuit UPS konversi ganda terdiri dari penyearah/pengisi daya, inverter, pengisi daya baterai (opsional), sakelar baterai, dll. Penyearah/pengisi daya mengubah daya input AC menjadi daya DC, menyuplainya ke inverter, dan mengisi daya baterai pada saat yang bersamaan. waktu yang sama. Ketika aliran listrik terputus, inverter mengubah daya DC baterai menjadi daya AC dan menyuplainya ke beban.
Struktur sirkuit UPS konversi ganda tanpa bypass terdiri dari penyearah/pengisi daya, inverter, pengisi daya baterai (opsional), sakelar baterai, dll. Sistem UPS modern sering kali dilengkapi dengan pengisi daya baterai independen, yang memiliki keunggulan yaitu tegangan pengisian mengambang Baterai tidak akan berubah seiring dengan beban, sehingga bermanfaat untuk memperpanjang umur baterai. Sakelar baterai digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan baterai dari penyearah atau inverter, dan dapat menggunakan thyristor, dioda, atau sakelar mekanis.
UPS konversi ganda dengan bypass menambahkan modul sakelar UPS agar UPS dapat beralih dari mode normal ke mode penyimpanan energi atau sebaliknya.
Prinsip kerja UPS konversi ganda adalah daya input AC utama diubah terlebih dahulu menjadi daya DC oleh penyearah, kemudian diubah menjadi daya AC oleh inverter. Pada saat yang sama, penyearah/pengisi daya atau pengisi daya baterai independen mengisi daya baterai. Dalam keadaan normal, beban ditenagai oleh kombinasi penyearah/inverter. Ketika indikator catu daya input AC melebihi batas kapasitas yang telah ditentukan, UPS beralih ke mode penyimpanan energi, yaitu kombinasi baterai/inverter menyuplai daya ke beban, dan interval waktu catu daya adalah penyimpanan energi waktu baterai, atau hingga catu daya masukan listrik kembali ke batas kapasitas desain UPS, dan kemudian beralih ke mode normal. Ketika penyearah/inverter gagal, atau ketika UPS mengalami kelebihan beban seketika atau terus-menerus, UPS akan beralih ke mode operasi bypass, dimana beban untuk sementara diberi daya oleh catu daya bypass (input AC 3). Untuk memastikan konversi tidak terputus, keluaran inverter dan masukan AC 3 harus disinkronkan. Selain itu, jika tegangan input dan output berbeda, maka harus dipasang trafo pada rangkaian bypass (input AC 3).
Beban UPS konversi ganda selalu ditenagai oleh inverter, baik inverter ditenagai oleh penyearah atau baterai. Tegangan keluaran dan frekuensi UPS tidak bergantung pada tegangan masukan dan frekuensi daya listrik. Bentuk gelombang keluaran adalah gelombang sinus dalam mode normal dan penyimpanan energi. Karena isolasi beban dari catu daya utama oleh penyearah dan inverter, berbagai gangguan dari catu daya utama ditekan, yang dapat melindungi terhadap lonjakan/lonjakan, kebisingan saluran, tegangan rendah, tegangan lebih, petir, perubahan frekuensi, distorsi tegangan, harmonik tegangan, gangguan listrik, dan gangguan lain dari catu daya utama. Kisaran tegangan yang diperbolehkan untuk catu daya masukan UPS konversi ganda lebar, dan keakuratan tegangan keluaran statis dan transien tinggi. Ketika daya masukan AC mati, maka dapat langsung beralih dari mode normal ke mode penyimpanan energi tanpa gangguan daya keluaran selama proses konversi, atau dengan kata lain waktu konversi adalah nol. Namun, ketika UPS gagal, waktu transisi dari mode normal ke mode bypass adalah 1-4ms.
UPS daring
UPS Online mengubah input daya AC menjadi daya DC dan kembali ke daya AC bila diperlukan, dengan kemampuan perlindungan daya tingkat tertinggi, banyak digunakan dalam sistem tenaga, pusat data komputer, dan bidang lainnya.
UPS Online selalu menjaga inverternya dalam kondisi kerja. Pertama-tama mengubah daya AC eksternal menjadi daya DC melalui sirkuit, dan kemudian mengubah daya DC menjadi daya AC gelombang sinus berkualitas tinggi melalui inverter berkualitas tinggi untuk dikeluarkan ke komputer. Dalam kondisi catu daya, fungsi utamanya adalah menstabilkan tegangan dan mencegah gangguan gelombang radio; Saat listrik padam, gunakan sumber daya DC cadangan (baterai) untuk menyuplai daya ke inverter. Karena pengoperasian inverter yang berkelanjutan, tidak ada masalah waktu peralihan, sehingga cocok untuk situasi dengan persyaratan ketat untuk catu daya.
UPS Online dibagi menjadi dua jenis: bebas bypass dan konversi ganda. Struktur sirkuitpembuatan UPS konversi ganda bebas bypass relatif sederhana, terdiri dari penyearah, inverter, baterai, dll. UPS konversi ganda dengan bypass menambahkan modul sakelar UPS agar UPS dapat beralih dari mode normal ke mode penyimpanan energi atau sebaliknya, meningkatkan fleksibilitas dan keandalan sistem.
Cara kerja UPS online adalah sebagai berikut: ketika daya listrik normal, daya listrik melewati rangkaian filter serapan lonjakan → rangkaian AC ke DC → rangkaian DC ke AC → kemudian mengubah keluaran daya AC untuk mensuplai beban, sedangkan mengisi daya baterai secara bersamaan; Setelah rangkaian kontrol mikroprosesor mendeteksi gangguan daya, ia segera mengosongkan baterai → mengubah daya DC menjadi rangkaian daya AC → dan mengubah keluaran daya AC untuk menyuplai beban. Jika rangkaian kontrol mikroprosesor mendeteksi adanya kesalahan UPS, UPS akan menggunakan relai (RELAY) untuk melakukan trip ke bypass (BYPASS), menyuplai daya ke beban dari sumber listrik, dan mengeluarkan peringatan suara kepada pengguna.
UPS online memiliki banyak keunggulan, seperti keluaran gelombang sinus. Baik dalam mode listrik atau mode baterai, ia dapat menghasilkan catu daya gelombang sinus dengan distorsi rendah, memberikan jaminan daya terbaik untuk perangkat beban pengguna; Waktu konversi nol, ketika listrik diputus atau dipulihkan, tidak ada waktu konversi bagi UPS untuk beralih antara mode listrik dan mode baterai, yang secara efektif memastikan keandalan operasi beban; Masukkan fungsi deteksi kabel nol, untuk menghindari koneksi balik kabel nol input daya listrik UPS, ia memiliki fungsi deteksi koneksi balik kabel nol; Output bypass yang dimanusiakan, input daya listrik normal, default tanpa output bypass, harus dihidupkan untuk mendapatkan output inverter normal, namun dapat diubah menjadi "daya listrik memiliki output bypass" melalui konfigurasi perangkat lunak; Fungsi TVSS, juga dikenal sebagai fungsi perlindungan tegangan lonjakan tegangan transien, digunakan untuk faks TELEPON, MODEM, Jaringan dan fungsi perlindungan konversi lainnya; Pencadangan panas mesin ganda, ketika peralatan beban terpenting pengguna dilarang keras untuk dimatikan, model dengan kapasitas 6KVA atau lebih dapat sepenuhnya mendukung fungsi pencadangan panas mesin ganda. Pengguna dapat menggunakan dua UPS untuk penggunaan utama dan cadangan. Ketika salah satu dari mereka gagal, yang lain bertanggung jawab untuk memasok listrik; Koreksi faktor daya masukan, dengan fungsi koreksi faktor daya masukan. Dalam kondisi beban penuh, faktor daya masukan dapat mencapai 0.95 atau lebih tinggi, sehingga lingkungan jaringan listrik pengguna tidak akan tercemar; permulaan DC. Jika terjadi pemadaman listrik, jika UPS diperlukan untuk menghidupkan komputer atau peralatan beban lainnya, baterai dapat langsung digunakan untuk penyalaan DC, menjadikan penggunaan UPS lebih nyaman dan andal; Perlindungan bypass dan fungsi catu daya bypass sangat meningkatkan kemampuan tanggap darurat UPS. Pada saat yang sama, bila peralatan beban pengguna memiliki persyaratan khusus untuk catu daya, seperti tegangan yang tidak terlalu tinggi, perlindungan tegangan catu daya bypass disediakan untuk melindungi peralatan beban pengguna dari bahaya tegangan tinggi; Fungsi mulai otomatis. Bila daya listrik tidak normal dan memasuki mode baterai untuk suplai daya hingga terputus, UPS akan mati. Ketika daya listrik kembali normal, UPS akan secara otomatis menyala dan menyediakan daya normal tanpa pengguna perlu menyalakannya satu per satu; Desain catu daya jangka panjang, menyediakan opsi mesin jangka panjang yang komprehensif bagi pengguna, dilengkapi dengan paket baterai yang sesuai, dapat memungkinkan pengguna untuk mengosongkan daya selama sekitar 8 jam untuk memenuhi persyaratan lingkungan jaringan listrik yang berbeda; Mesin yang tahan lama memiliki kemampuan pengisian daya yang kuat. Selain memperpanjang waktu pengosongan, baterai juga memiliki kemampuan mengisi ulang yang kuat, memberikan arus pengisian awal sekitar 5-10A; Fungsi pemeriksaan mandiri dapat mensimulasikan situasi pemadaman listrik dan masuk ke mode baterai untuk catu daya. Fungsi ini dapat dijalankan kapan saja melalui tombol periksa mandiri pada panel atau bersamaan dengan perangkat lunak pemantauan; Anti-interferensi yang kuat, dirancang sesuai dengan standar internasional seri EN50091-2 dan IEC61000-4, secara efektif meningkatkan keselamatan dan keandalan penggunaan UPS; Dapat digunakan bersama dengan genset, dengan rentang tegangan dan frekuensi masukan yang luas, memungkinkan untuk digunakan bersama dengan genset merek ternama dalam jangka waktu yang lebih lama. Pada saat yang sama, ini secara efektif menghilangkan daya buruk yang dihasilkan oleh generator, menyediakan sumber daya yang murni, aman, dan stabil untuk beban; Dapat menangani beban induktif; Unduh perangkat lunak. Untuk membuat manajemen UPS lebih nyaman dan efektif bagi pengguna, perangkat lunak pemantauan dapat diunduh secara gratis di situs web untuk mencapai manajemen yang cerdas; Slot, dilengkapi dengan Slot Cerdas. Pengguna dapat memilih kartu AS400 untuk memberikan sinyal komunikasi standar IBM AS400. Pengguna dapat menggunakan antarmuka AS400 untuk Remote Display, termasuk alarm suara dan tampilan cahaya. Alternatifnya, Anda dapat membeli kartu WinPower CMC (kartu pemantauan terpusat) dan menggunakan perangkat lunak pemantauan untuk memungkinkan komputer memantau status operasional beberapa sistem UPS online lokal secara bersamaan.
Jenis UPS lainnya
Termasuk UPS tower dan UPS modular. Tower UPS memiliki struktur tiga fase independen, dengan kemungkinan kegagalan komponen internal yang rendah dan waktu pemeliharaan yang singkat, sehingga cocok untuk pusat data tingkat tinggi. UPS modular mencapai redundansi modul daya melalui operasi paralel, yang memiliki keunggulan berupa biaya mesin tunggal yang lebih rendah dan efisiensi yang sedikit lebih tinggi, namun memiliki tingkat kegagalan yang lebih tinggi.
Mesin frekuensi tinggi dan catu daya UPS modular memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan yang unik. Catu daya UPS mesin frekuensi tinggi, juga dikenal sebagai UPS frekuensi tinggi modular, mengadopsi desain modular kecerdasan tinggi gaya laci. Ini dapat memenuhi persyaratan input keluaran daya dan keandalan dengan menambahkan atau melepas modul UPS di kabinet, dengan fleksibilitas tinggi dan mencapai efektivitas biaya terbaik. Fungsinya mudah untuk dipasang dan dicabut, yang tidak hanya memenuhi output daya dan persyaratan keandalan dengan menambah atau melepas modul di dalam kabinet, namun juga memungkinkan pemeliharaan online selama redundansi memungkinkan, sehingga tidak memerlukan waktu perbaikan. Penerapan teknologi kontrol penuh, yang menggabungkan pencapaian teknologi canggih di bidang elektronika daya dan kontrol otomatis, merupakan tonggak sejarah dalam revolusi teknologi industri UPS. Catu daya UPS frekuensi tinggi memiliki ukuran kecil dan ringan; Kemampuan beradaptasi yang kuat terhadap fluktuasi tegangan listrik; Faktor daya masukan dari daya listrik dapat mencapai 00,99 atau lebih, sehingga mengurangi kandungan harmonik arus masukan listrik menjadi kurang dari 5%, meminimalkan polusi pada jaringan listrik utama, dan menghilangkan kebisingan yang terdengar (termasuk kebisingan listrik). dan kebisingan mekanis). Namun mesin berfrekuensi tinggi harus menggunakan IGBT berfrekuensi tinggi yang dapat bekerja pada UPS 20kHz. IGBT ini mahal, pasokannya terbatas, area kerja tegangan dan arus yang ketat, ketahanan benturan yang buruk, keandalan yang rendah, dan tingkat kegagalan yang tinggi.
UPS modular adalah sistem yang memisahkan komponen daya UPS frekuensi tinggi menjadi modul daya individual, yang kemudian dikeluarkan secara paralel. Selain itu, modul bypass switching dan unit kontrol juga dibuat menjadi unit modular, sehingga seluruh UPS tersusun atas modul-modul yang bertumpuk. Fitur terbesar dari UPS modular adalah bagian daya dapat dengan mudah mencapai fungsi redundansi. Selama kelebihan daya daya dukung UPS lebih besar daripada daya satu modul, bagian daya UPS dapat mencapai redundansi "N+1", sehingga meningkatkan keandalan pasokan daya UPS. Keuntungan lain dari UPS modular adalah ketersediaannya yang tinggi. Jika suatu modul rusak, modul dapat langsung diganti, dengan waktu perbaikan yang sangat singkat dan perawatan yang mudah. Selain itu, UPS modular sering menyebutkan model "tumbuh sambil berinvestasi", yang berarti bahwa pengguna dapat membeli lebih sedikit modul daya selama konstruksi awal dan kemudian membeli modul daya untuk perluasan UPS setelah jumlah perangkat pengguna meningkat selama pertumbuhan bisnis. Struktur sistem UPS modular sangat fleksibel, dan konsep desain modul daya adalah bahwa modul tersebut dapat dengan mudah dilepas dan dipasang selama pengoperasian sistem tanpa mempengaruhi pengoperasian dan keluaran sistem, memungkinkan perencanaan investasi untuk mencapai "ekspansi sesuai permintaan" dan memungkinkan pengguna untuk mencapai "pertumbuhan dinamis" dengan pengembangan bisnis. Hal ini tidak hanya memenuhi perluasan peralatan sesuai permintaan pada tahap selanjutnya, namun juga mengurangi biaya pembelian awal.