UPS là gì? Có những loại nào?

Bộ lưu điện hiện nay được sử dụng rộng rãi với đa dạng các mẫu mã và nhà cung cấp. Bộ lưu điện hay còn gọi là UPS, Uninterruptible Power Supply trong Tiếng Anh, được hiểu đơn giản là một hệ thống có khả năng cung cấp nguồn điện liên tục cho các thiết bị tải trong một thời gian tương ứng nhằm duy trì hoạt động của các thiết bị đó ngay cả khi nguồn điện lưới gặp sự cố.

Nguyên lí hoạt động

Nguyên tắc hoạt động chung của tất cả các loại lưu điện đó là: tích trữ năng lượng bằng ắc quy, dựa trên việc biến đổi điện áp của dòng điện một chiều từ ắc quy sang dòng điện xoay chiều.

Mỗi nhóm bộ lưu điện UPS có nguyên lý hoạt động riêng, được thiết kế với công suất phù hợp, thích hợp sử dụng cho từng loại thiết bị tải. Do vậy, tùy vào mục đích sử dụng, tùy vào quy mô, công suất mà chúng ta nên chọn cho mình sản phẩm thông minh nhất.

Phân loại

Bộ lưu điện hiện nay được phân thành các loại chính như sau: UPS Offline với công nghệ công nghệ Line-interactive, UPS Online, UPS tĩnh, UPS quay.

• UPS Offline: Hoạt động theo nguyên tắc chuyển đổi kép: từ AC sang DC sau đó chuyển ngược DC sang AC. Do đó nguồn điện cung cấp cho tải hoàn toàn do UPS tạo ra đảm bảo ổn định cả về điện áp và tần số. Điều này làm cho các thiết bị được cung cấp điện bởi UPS hầu như cách ly hoàn toàn với sự thay đổi của lưới điện. UPS online tạo ra là nguồn điện sạch, chống nhiễu hoàn toàn. Điện áp ra hoàn toàn hình SIN và thời gian chuyển mạch gần như bằng 0
• UPS offline: Khi có nguồn điện lưới UPS sẽ cho điện lưới thẳng tới phụ tải. Khi mất điện, tải sẽ được chuyển mạch cấp điện từ ắc quy qua bộ inverter. Phạm vi áp dụng thường cho các thiết bị đơn giản, công suất nhỏ, ít nhạy cảm lưới điện, đòi hỏi độ tin cậy thấp. Đa số các UPS ngày nay đều có Software kèm theo giao tiếp với máy tính qua cổng COM hoặc USB. Software này cho phép kiểm soát các trạng thái hoạt động của UPS (Điện áp vào/ra, tải tiêu thụ...). Chúng được sử dụng cho cửa cuốn, trong hệ thống quản lý bãi xe tự động,.. Ưu điểm chính là gọn nhẹ, dễ vận hành sửa chữa.
• UPS tĩnh: Sử dụng bộ biến đổi điện tử công suất làm chức năng chỉnh lưu và nạp acqui để tích trữ điện năng khi làm việc bình thường. Khi xảy ra sự cố, điện áp một chiều qua bộ nghịch lưu được biến thành điện áp xoay chiều và được cấp cho các tải ưu tiên. UPS tĩnh có kích thước nhỏ gọn,đáp ứng nhanh, vận hành đơn giản, làm việc chắc chắn, dòng cho phép lớn.
• UPS quay: Sử dụng máy điện làm chức năng nghịch lưu.

Tại sao nên sử dụng bộ lưu điện?

• Bộ lưu điện khi sử dụng sẽ giúp cho các công nghệ, máy móc, thiết bị trong các công ty doanh nghiệp hiện nay hoạt động một cách ổn định an toàn.
• UPS mặc dù không thể loại bỏ các sự cố về điện nhưng chúng sẽ góp phần duy trì hoạt động của hệ thống máy móc trong thời gian điện lưới có vấn đề.

Cấu tạo của UPS

Cấu tạo của bộ tích điện dự phòng gồm các bộ phận chính như sau:

• Ắc quy (Battery): Là nơi lưu trữ điện năng.
• Bộ sạc (Charger): Thực hiện nạp điện cho ắc quy.
• Bộ chỉnh lưu (Rectifier): Chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
• Bộ nghịch lưu (Inverter): Chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều.

Nguyên lý hoạt động của UPS

Cơ chế hoạt động của mỗi loại bộ lưu điện không giống nhau, tuy nhiên tất cả đều tuân theo những nguyên tắc chung như sau:

• Khi điện lưới bình thường: Ắc quy của UPS được tích điện.
• Khi điện lưới gặp sự cố: 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?

Các bộ lưu điện UPS trên thị trường hiện nay thường được phân chia thành 3 loại phổ biến dựa vào công nghệ, cách thức hoạt động, bao gồm:

Bộ lưu điện UPS offline

Hoạt động của UPS offline diễn ra như sau:

• Ở điều kiện bình thường, nguồn điện lưới đầu vào đi qua một công tắc mạch để tới thiết bị điện. Dòng điện xoay chiều từ nguồn điện lưới là nguồn cấp điện trực tiếp cho thiết bị điện, nguồn điện đầu vào và nguồn điện đầu ra hoàn toàn giống nhau.
• Chỉ khi nguồn điện lưới xảy ra sự cố tăng giảm áp hay mất điện, UPS offline mới tiến hành ngắt mạch điện lưới và chuyển sang 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.

Với cách hoạt động như trên, bộ lưu trữ điện UPS offline có ưu điểm là giá thành rẻ, song lại có nhược điểm là có độ trễ chuyển mạch từ điện lưới sang điện ắc quy.

Bộ lưu điện UPS offline áp dụng công nghệ line interactive

So với UPS offline thông thường, UPS offline áp dụng công nghệ line interactive được trang bị thêm một biến áp tự ngẫu và có cơ chế hoạt động như sau:

• Trong điều kiện điện áp của nguồn điện lưới bình thường, biến áp tự ngẫu sẽ không can thiệp vào điện áp đầu vào. Nguồn điện đầu vào và đầu ra hoàn toàn giống nhau như trên UPS offline.
• Khi điện áp của nguồn điện lưới bị tăng hoặc sụt nhẹ so với giới hạn tiêu chuẩn được xác định trước, biến áp tự ngẫu sẽ can thiệp vào nguồn điện đầu vào để điện áp đạt chuẩn rồi mới cấp cho thiết bị điện. Vì thế, mặc dù nguồn cấp điện cho thiết bị điện vẫn là điện lưới nhưng điện áp đầu vào và đầu ra sẽ khác nhau.
• Chỉ trong trường hợp nguồn điện lưới xảy ra sự cố tăng hoặc sút áp mạnh hay mất điện, bộ lưu điện mới ngắt mạch điện lưới và chuyển sang 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.

Với cấu tạo và cách hoạt động như trên, bộ lưu điện UPS offline áp dụng công nghệ line interactive có ưu điểm vượt trội hơn so với bộ lưu điện UPS offline nhờ có thêm chức năng ổn áp.

Bộ lưu điện UPS online

Với UPS online, nguồn điện cấp cho thiết bị điện được tạo ra hoàn toàn từ bộ lưu điện dựa trên cơ chế hoạt động như sau:

• Ở điều kiện bình thường, bộ lưu điện sẽ chỉnh lưu dòng điện xoay chiều từ nguồn điện lưới thành dòng điện một chiều có điện áp tương đương với điện áp của ắc quy, sau đó nghịch lưu dòng điện một chiều này thành dòng xoay chiều rồi mới cấp cho thiết bị điện.
• 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.

Nhờ cách hoạt động này, UPS online không mất thời gian chờ chuyển mạch và đảm bảo độ ổn định tối đa cho điện áp của dòng điện đầu ra.

Ngoài cách phân loại dựa trên công nghệ và cơ chế hoạt động như trên, bộ lưu điện cũng có thể được phân loại dựa trên mục đích sử dụng cụ thể, trong đó phổ biến nhất là các loại bộ lưu điện cửa cuốn (dùng để hỗ trợ đóng mở cửa cuốn), bộ lưu điện máy tính (dùng để hỗ trợ cấp nguồn dự phòng cho máy tính nhằm tránh mất dữ liệu)...

Đặc điểm và ứng dụng của UPS

Mặc dù không ngăn chặn được các sự cố xảy ra với điện lưới, song sử dụng bộ lưu điện dự phòng UPS sẽ giúp các thiết bị điện tránh được sự cố gián đoạn, hư hỏng hoặc mất dữ liệu lưu trữ do mất điện đột ngột. Tùy vào mục đích sử dụng mà bạn có thể chọn lựa UPS có công suất đáp ứng quy mô gia đình hay quy mô công nghiệp sao cho hợp lý nhất.

Hiện nay, nhiều loại bộ lưu điện có khả năng nâng cao chất lượng của nguồn điện thông qua chức năng ổn áp, ổn tần, chống xung, lọc nhiễu, chống sét lan truyền... cũng như được trang bị nhiều tiện ích tiên tiến như cho phép gắn thêm ắc quy ngoài, gửi báo cáo từ xa, có thể tự chẩn đoán lỗi... nên vừa tăng cường khả năng hoạt động ổn định, bền bỉ và hiệu quả cho thiết bị điện, vừa đem lại sự tiện lợi cho người sử dụng.

Chính vì thế, bộ lưu điện UPS được sử dụng vô cùng rộng rãi trong đời sống cũng như trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, y tế, sản xuất công nghiệp, an ninh quốc phòng... để giúp các thiết bị điện như máy tính, cửa cuốn, đèn chiếu sáng, camera quan sát, hệ thống máy chủ, các loại máy móc sản xuất, máy móc văn phòng, máy móc y tế... không bị gián đoạn do sự cố điện, tránh ảnh hưởng tới đời sống sinh hoạt và công việc, giảm thiểu rủi ro và tổn thất trong các hoạt động sản xuất, kinh doanh, khám chữa bệnh...

Bộ lưu điện dự phòng UPS được sử dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất.

Cần lưu ý gì khi mua và sử dụng UPS?

Bộ lưu điện UPS trên thị trường hiện nay có rất nhiều mẫu khác nhau, tùy vào công nghệ, công suất, tính năng, thương hiệu... mà mức giá có thể rẻ chỉ từ vài trăm nghìn hay thậm chí đắt tới hàng chục triệu đồng nên bạn sẽ cần lưu ý một số điểm sau để chọn được thiết bị phù hợp, chất lượng với mức giá hợp lý nhất:

• Chọn bộ lưu điện có công nghệ, công suất, tính năng phù hợp nhất với loại thiết bị điện cần sử dụng UPS, công suất của thiết bị điện, thời gian thiết bị điện cần được duy trì khi xảy ra sự cố điện.
• Chọn bộ lưu điện có thiết kế chắn chắn, được làm từ vật liệu cao cấp để đảm bảo hoạt động bền bỉ, an toàn và hiệu quả nhất.
• Chọn các thương hiệu uy tín như Apollo, Hyundai, Hanotech, Maruson, Santak, APC... và địa chỉ bán hàng tin cậy để đảm bảo chất lượng, bảo hành tốt nhất cho sản phẩm.