Bộ lưu điện UPS

Bộ lưu điện UPS

Chào các bác

Bác nào biết nguyên lí cấu tạo, sơ đồ mạch của bộ lưu điện UPS (hình như là Uninterrupted Power Supply) không? em muốn hỏi loại nhỏ để dùng cho máy vi tính ấy.

Mong được nghe những lời chỉ giáo.

Bộ lưu điện UPS



Một phút bốc đồng, nghìn năm bốc c....!

Một phút bốc đồng, nghìn năm bốc c....!

Uninterruptible Power Supply (UPS):
Bạn xem cái sơ đồ nguyên lý sau đây có được không. Nếu bạn cần tìm sơ đồ mạch chi tiết hơn thì nên dò tìm các trang web chuyên ngành trên mạng ấy.
Đây là loại stanby (off-line), để phân biệt với loại nữa là on-line. Nếu đấu kết hợp với thiết bị điều áp thì còn có thêm loại nữa là UPS cầu (hybrid).
Nguồn AC vào được chỉnh lưu thành DC xạc vào pin. Nguồn DC này sau đó được biến đổi ngược lại thành AC cấp cho tải. Nếu nguồn AC mất thì bộ nghịch lưu tuẹ động lấy nguồn DC từ pin biến đổi để cấp AC cho tải. Đối với loại standby UPS thì khi có nguồn AC, tải sẽ đấu tắt với nguồn mà không thông qua bộ biến đổi AC-DC-AC trên. Đối với UPS loại on-line thì khi pin đã xạc đầy, nếu có nguồn AC thì tải vẫn đấu qua bộ biên đổi như trên và không còn dùng bộ chuyển mạch tắt kia nữa.
Ưu điểm của loại on-line là tin cậy và chống nhiễu đầu nguồn tốt ( vì không có phần chuyển mạch trực tiếp) trong khi loại standby thì rẻ hơn và ít tổn hao (bộ biến đổi không cần làm việc liên tục).
Thuờng thì UPS chỉ được dùng để chống các sự cố nguồn tạm thời như mất nguồn hoặc sụt áp tức thời, chứ ít khi dùng để duy trì hoạt động trong lúc mất nguồn vì bộ pin rất đắt (trừ các ngân hàng có thể cần dùng, vì họ... lắm tiền.
Thực ra UPS chủ yếu chỉ dùng cho các thiết bị tiêu thụ điện nhỏ, ví dụ 1 máy tính cá nhân như bạn hỏi, hoặc một mạng LAN nhỏ. Khi cấp điện cho nhà máy hoặc các tổ hợp tiêu thụ điện lớn hơn thi nguời ta dùng loại thiết bị khác, ví dụ như Super-conducting Magnetic Energy Storage Device (SMES). UPS cũng có thể là loại 3 pha cấp nguồn cho một đơn vị tiêu thụ điện lớn hơn như nhà băng chẳng hạn, nhưng khi đó giá thành cực kỳ đắt. World Bank ở Hanội có hai con UPS 3 pha cỡ mấy chục KW trong đó có một con duy trì hoạt động được trong hơn một giờ. Giá thành đâu độ 60K thì phải, chưa tính chi phí bảo duỡng định kỳ.
Thân, tangitc

Với loại UPS off-line thì nguyên tắc là sẽ tự động chuyển mạch sang nguồn điện lấy từ acqui được nghịch lưu từ DC->AC, do thời gian chuyển mạch cực ngắn, nên không xảy ra hiện tượng mất điện.
Tuy nhiên với UPS on-line, tui chưa hiểu rõ, có phải nguyên lý của nó là mạch sạc liên tục cho acqui, điện cung cấp cho phụ tải được lấy từ accqui nghịch lưu cung cấp ? Hiểu như vậy có đúng không?, vậy thì UPS on-line có đảm bảo luôn chức năng ổn áp không?
Mọi sự cố gắng đều có thưởng!
lienthanhquyet@yahoo.com

ON-LINE:
Đúng vậy, với UPS on-line, mạch xạc liên tục cho acqui 1 chiều, điện cung cấp cho phụ tải được lấy từ accqui nghịch lưu ra AC cung cấp cho tải. Hiểu như bạn là đúng. Cũng vì thế UPS on-line có luôn luôn chức năng ổn áp, nhưng phải nói rõ là khả năng ổn áp này còn phụ thuộc vào công suất UPS nữa, mà thường là khá nhỏ, bạn biết rồi. Ngoài ra như tôi đã nói, vì nguồn cấp luôn luôn chỉ lấy từ battery nên UPS on-line cho cách ly tuyệt vời giữa tải quan trọng và nguồn AC vớ vẩn, qua đó làm giảm thiểu những ảnh hưởng xấu từ nguồn AC (nhiễu, dòng surge đầu nguồn,vv...). Nhưng cũng chính vì phải xạc liên tục như vậy mà UPS online rất tổn hao, và đắt.

OFF-LINE:
Cũng như bạn hiểu, với loại UPS off-line thì nguyên tắc là (khi có sự cố mất nguồn) nó sẽ tự động chuyển mạch sang nguồn điện lấy từ acqui được nghịch lưu từ DC->AC, do thời gian chuyển mạch cực ngắn, nên không xảy ra hiện tượng mất điện. Thời gian tối đa được quy định thông thường để tránh xảy ra hiện tượng "mất điện" đối với một tải như máy tính hay PLC là vào khoảng 8 phần ngàn giây (con số này có thể thay đổi tuỳ theo loại tải được dùng). UPS off-line thông thường mất 4ms để chuyển mạch. Vì vậy nó đảm bảo nguồn cấp liên tục.
Tuy vậy, khi cấp nguồn dưới chế độ off-line thì vì đấu trực tiếp với nguồn nên UPS off-line không có tính năng ổn áp và bảo vệ chống nhiễu đầu nguồn (tức là những sự cố đầu nguồn AC khác đã nêu trên, trừ sự cố mất điện hoặc sụt áp tức thời). Nếu tải của bạn rất quan trọng thì giải pháp là mắc hỗn hợp thêm với thiết bị bảo vệ khác. Tôi xin cung cấp một cách mắc 1 UPS off-line với ổn áp Ferro như sau, được gọi là Hybrid UPS (ngoài ra còn có rất nhiều thiết bị ổn áp - chống nhiễu khác nữa nếu bạn cần tham khảo):
Hy vọng là câu trả lời này phần nào giải đáp được thắc mắc rất hay của bạn về Online-Offline, và về ổn áp-chống nhiễu luôn.
LINH TINH:
Đang mải nói nên cũng xới vô luôn vài ý khác:
Tôi có nhận xét thế này, khi đi inspect hệ thống điện cấp điện cho khách hàng, tôi thấy rất nhiều đồng chí khách hàng không hiểu do thừa tiền hay thừa thiết bị mà vẫn cứ dùng UPS trước lap-top (loại đã có battery ở trong). Thực sự thì Battery trong lap-top đã có chức năng của 1 UPS rồi nên việc gắn 1 UPS thêm phía trước nguồn nữa là không cần thiết. Chưa nói về mặt kỹ thuật là cực kỳ dở hơi. Bạn thử hình dung nhé: UPS có cơ chế mắc (cả loại on-line lẫn loại off-line khi có sự cố): AC->DC->AC. Vào battery lại mắc tiếp: AC->DC->AC. Vô hình chung anh dòng điện cứ phải quay mòng mòng giữa AC-DC tùm lum chẳng để làm gì cả, chưa nói là tổn hao, lãng phí cả điện năng và thiết bị. Trong cái sơ đồ AC->DC->AC->DC->AC rối rắm kia thì bạn có thể tháo bớt đi một quả chỉnh lưu và một quả nghịch lưu ngon ơ mà chẳng ảnh huởng gì cả.

Thứ hai là nhân tiện bạn gì có dùng chữ Bộ lưu điện. Có một số tài liệu có dùng như vậy. Tôi không thích từ này lắm. Trước tôi có giải thích, chức năng chính của UPS vẫn là bảo vệ tải khi có sự có mất nguồn tức thời (đa phần là dưới 1s). Chứ ít khi UPS dùng để duy trì nguồn cấp khi mất tải lâu dài (hàng giờ) vì bộ pin lưu điện rất đắt đỏ, mặc dù nó vẫn có khả năng làm việc đó. Nói rộng ra, việc không thể lưu trữ điện năng được lâu dài như các sản phẩm năng lượng khác (dầu, than, củi, khí đốt, vv...) cũng là một trong những lý do chính đẩy giá thanh điện lên cao trong đời sống. KHKT vẫn đang phải đối chọi với thách thức tìm các phương án tối ưu lưu trữ điện năng. Quay lại với từ ngữ, có lẽ từ Bộ lưu điện, e phù hợp hơn với khái niệm pin, battery hơn là UPS. Có lẽ nên gọi UPS là: "Bộ chống mất nguồn tức thời" thì hơn chăng. Nghe có vẻ dài dòng nhưng có khi chính xác hơn thật. Ngay bản thân từ Tiếng Anh UPS nó cũng có nghĩa na ná như vậy mà. Tuy nhiên đây chỉ là suy nghĩ của cá nhân tôi. Nhiều khi ta nói theo thói quen, hoặc theo cách dùng của nguời đi trước. Chẳng hạn có lần tôi đã có nêu vấn đề về cái Surge Arrestor (hay Lightning Arrestor), thường vẫn nghe người ta gọi là cái Chống sét. Nhưng có lẽ nói cái Thu sét thì chính xác hơn. Vì trong thời điểm KHKT hiện tai, sét là một hiện tuợng thiên nhiên quá hùng mạnh và kỳ vĩ, chẳng có thiết bị nào "chống" lại được sét cả. Hơn thế, nói "thu" rất phù hợp với nguyên tắc hoạt động của thiết bị bảo vệ nói trên.
Lan man thế đủ rồi nhẩy .
Tangitc

Em xin bàn thêm tý, em nghĩ là khi vào laptop rồi thì nó là DC luôn chứ đâu cần ra AC làm chi vì mạch điện trong máy laptop xài DC mà?
Mới lại em không rõ, là nếu dùng UPS cho máy tính, thì nguồn máy tính là trasform xung biến AC thành DC 5v và 12v, vậy tại sao người ta không sản xuất ra một UPS dành riêng cho máy tính, với outlet là nguồn một chiều, và trên máy tính có gắn thêm một connector dùng để nhận nguồn điện từ UPS kiểu vừa đề cập, cái này rất đơn giản, đỡ phải nghịch lưu rồi lại chỉnh lưu chi chi cho đỡ tổn hao...
Em thấy một số Switch nối mạng của các hãng lớn có làm theo kiểu này, tức phía sau ngoài nguồn AC, còn có connector để gắn nguồn DC trực tiếp.
Mọi sự cố gắng đều có thưởng!
lienthanhquyet@yahoo.com

Hêhê, thế thì cái Monitor xài 220VAC phải cắm vào đâu hả bác ?

Ừ đúng rồi, em quên, tại vì khi đọc bài của bác Tagitc em thấy bác ấy nhấn mạnh mục đích của UPS là chống mất điện trong thời gian ngắn, nên monitor không quan trọng!
Mới lại biết đâu mai mốt CRT lạc hậu, LCD phát triển và rẻ tiền nữa, thì đâu cần AC há, em nói chơi thôi chứ lúc đó còn lâu!
Nhân tiện bàn thêm về việc nên dịch UPS như thế nào, ý của bác Tagitc đúng, nhưng nếu dịch như bác thì chỉ việc đơn giản là làm thủ tục hải quan nhập khẩu sẽ khó khăn, trước đây em đã dịch cho bên XNK để nhập hàng, em dùng Bộ lưu điện, thấy rất suôn sẻ, cái này nếu bàn kỹ quá thì có lẽ phải sang box Tiếng Việt, thực tế em thấy tiếng Nhật, người ta hay dùng UPS hoặc từ thuần Nhật thì giống như bác Tagitc nói, Thiết bị chống mất điện.

Chào các bác, các bác có kiến thức thật là uyên bác về UPS.
Nhưng như vậy thì con UPS đang bán ở VN có giá khoảng hơn 1 triệu VND thì nó "chống mất điện" được trong khoảng bao lâu?

UPS có 3 loại Online - Offline và Line-interactive.
Loại Online là đắt nhất và sử dụng tốt nhất. Nguồn vào luôn luôn cung cấp nạp cho ắc quy và nguồn ra thì lấy từ ắc quy ra. Hiện tại thì loại online còn có thể thay thế ắc quy nóng, cấp thêm ắc quy để kéo dài thời gian sử dụng.
Line- interactive hơn offline ở tính năng giống như online là có thể khởi động lạnh (cold start) với chức năng này, dù không có điện nguồn thì vẫn có thể khởi động UPS để cấp điện.
Mục tiêu chính của UPS là chống ngắt điện nhất thời chứ không phải là một máy phát điện. Do đó thời gian chạy nếu không có nguồn là ngắn. Nó giúp cho hệ thống vẫn vận hành tốt trong khi chờ chuyển một nguồn điện mới. Đảm bảo an toàn dữ liệu cũng như giúp hệ thống chạy liên tục.
UPS giá 1triệu thì chắc là loại 500KVA, chạy được cho một bộ máy tính được khoảng 15 phút. Khi mất điện mà không có nguồn phụ thì tốt nhất là bạn nên đóng và shutdown máy tính . Còn UPS không phải để tiếp tục cố hoàn thành nốt công việc khi mất điện!