ups (یو-پی اس)

زشمند است، یک ups با اولین باری که برق میرود یا نوسان پیدا میکند هزینه خود را میپردازد.

توجه :

برخی افراد UPS را با تلفظ سه حرف آن ادا میکنند یعنی "یو-پی-اس" مانند DHL که نام یک شرکت پستی معروف است درحالیکه برخی آن را فقط بصورت یک کلمه "یوپس" تلفظ میکنند.من مورد اول را میپسندم. بنابراین دراین مقاله شما همیشه "یو-پی-اس" را به جای "یوپس" خواهید دید.

اخطار: من اطلاعاتی دریافت داشته ام که در مورد امکان سوختن تجهیزات و یا حتی ریسک ایمنی به عنوان نتیجه ای ازاتصال دستگاههای"محدود کننده ولتاژاضافی گذرا" (surge suppressor)به خروجی UPS هشدارمیداد.

شما هرگزنباید این کاررابکنید تا مبادا یک شرایط مخاطره آمیزبوجود آید زیراups برای این کارطراحی نشده است (اصولاً نیازی به این کار نیست).

چکیده ای بر سیستم تامین برق بدون وقفه :

قبل ازوارد شدن به جزئیات کارکرداین سیستم، بد نیست که نگاه سریعی به ساختارآن بیندازیم. هدف اصلی یک دستگاه ups تهیه یک منبع بدون وقفه انرژی برای تجهیزی است که از آن محافطت میکند. این کار دقیقاً چگونه انجام میگیرد؟

دوشاخه یک وسیله الکترونیکی که به برق شهر(یا به کاهش دهنده تغییرات ولتاژی که به برق شهر متصل است) وصل میشود فقط ازیک منبع نیرواستفاده میکند.اگربرق شهرقطع شود،آن وسیله دراثرانقطاع الکتریسیته بسرعت خاموش میشود.یک Ups این معادله را با فراهم نمودن دو منبع قدرت برای وسیله خود به هم میزند.

Ups ها بگونه ای طراحی شده اند که همواره دو منبع انرژی وجود داشته باشد. یکی منبع انرژی اولیه (برق شهر) ودیگری منبعی که در صورت قطع منبع اول وارد مدارمیشود و به آن منبع ثانویه گفته میشود.

منبع برق شهر همواره منبع اولیه محسوب میشود وباتری موجود در ups منبع ثانویه میباشد. بسته به نوع ups گاهی اوقات سوییچی برای کنترل اینکه کدامیک از منابع نیرو درهرلحظه مورد استفاده قرارمیگیرند تعبیه شده است.این سوییچ به محض اینکه متوجه شود که منبع اولیه قطع شده است ازحالت اولیه به حالت ثانویه تغییرمیکند وزمانیکه منبع اولیه مجدداً وصل شد از حالت ثانویه به حالت اولیه بازمیگردد.

البته برق شهر، متناوب است و کامپیوترشما ازبرق متناوب استفاده میکند اگرچه تمامی باتریها برق مستقیم تولید میکنند.بنابراین یک مدار بندی در تمام ups ها بکار رفته است که برق متناوب را به برق مستقیم تبدیل میکند تا بتوان باتری را شارژنمود.

همچنین وسیله ای بنام inverter نیز برای تبدیل برق مستقیم ذخیره شده در باتری به برق متناوب جهت راه اندازی دستگاه شما در تمام ups ها تعبیه شده است.

در برخی ازانواع upsها یک مبدل بزرگ برق متناوب به مستقیم وجود دارد وinverter همواره نیروی لازم برای راه اندازی وسیله را تامین میکند وخود inverter انرژی لازم راازمنبع اولیه و ازطریق مبدل برق متناوب به مستقیم یا از باتری تامین میکند.

Ups ها در انواع گوناگون و اندازه های متفاوت وجود دارند. اندازه قدرت یک ups راقبل ازهرچیز، اندازه باتریهای آن تعیین میکند.هر چه که باتریهای یک ups بزرگتر باشند تجهیز شما زمان بیشتری قبل از خاموش شدن کار خواهدکرد.

Ups های بزرگترنه تنها تجهیز شما را برای زمان بیشتری روشن نگاه خواهند داشت بلکه میتوانند میزان کلی بیشتری ازانرژی برق را تامین کنند.

Ups های مختلف دارای ویژگی های اضافی گوناگونی مانند سیگنال هشدار،نرم افزارکنترل کامپیوتر وهمچنین مداربندی پیشرفته جهت منبع برق متناوب میباشند.

Ups های جدیدترهمچنین دارای یک ویژگی مخصوص جهت خاموش کردن کامپیوترشما درحالتیکه هردومنبع برق قطع شود )برای جلوگیری ازایرادات احتمالی ناشی ازقطع ناگهانی برق برای سیستم کامپیوتر( میباشند.

(به بخش خصوصیات و ویژگیهای UPS مراجعه شود)

انواع دستگاههای تامین برق بدون وقفه:

اکثرمردم میدانند که ups وجود دارد ولی بنظرمیرسد که آنها فکرمیکنند فقط یک نوع ازاین وسیله وجود دارد. درواقع چندین طرح اصلی برای استفاده درمدلهای گوناگون ups وجود دارد. فروشندگان این وسیله ازاین وضعیت ابراز تاسف میکنندزیرا غالباً انواع مختلف ups همگی با یک نام عمومی نامیده میشوند.(اگرچه معمولاًقابل تشخیص است که یک مدل خاص ups از چه نوعی میباشد)

این بخش نگاهی به انواع ups دارد. اصول طراحی آنها را به بحث میگذارد و تلاش میکند تا مقایسه ای بین آنها داشته باشد تا به شما کمک کند که آنها را بهتر بشناسید.

توجه:

علاوه برانواعی که من اینجا پوشش میدهم،انواع دیگری نیز وجود دارد.برخی از آنها واحدهای ترکیبی میباشد که اینجا مورد بحث قرار میگیرد ولی تمامی واریانت ها را مورد بررسی قرار نمیدهم فقط انواع مشهور ومتداول مورد بحث قرار میگیرند.

تمام ups های موجود در سه دسته عمومی زیر قرار میگیرند:

1.UPS stand-by operation

2.UPS line-interactive operation

3.UPS double conversion

مدل سوم معمولاً بنام ups online نیز نامیده میشود.

یو-پی-اس با اینورتر غیرفعال آماده به کار (یو-پی-اس های Stand-by )

یو-پی-اس استندبای ساده ترین و ارزانترین نوع ups میباشد. درواقع برخی افراد اصولاً این دستگاه را جزوups به حساب نمی آورند وبجای آن از لفظ "دستگاه تامین برق جانشین" استفاده میکنند. اگرچه بسیاری از مشتریها دربازارآن را بعنوان ups ارزیابی میکنند بخصوص زمانی که بحث بودجه ومعیار خرید مطرح میشود معمولاً ازاین ups استفاده میکنند.

این ups ها گاهی بنام offline ups نیز خوانده میشوند تا بتوان آنها را ازonline ups تمیز داد.

این ups به نام استند بای نامیده میشود زیرامعمولاً باتری و اینورتر انرژی برق را به دستگاه نمیرسانند.شارژرباتری ازبرق شهربرای شارژباتری استفاده میکند و باتری و اینورتر درحالت آماده باش قراردارند تا زمانیکه به آنها احساس نیاز شود.

وقتی که برق شهر قطع میشود سوییچ انتقالی، مدار را روی منبع تامین ثانویه می اندازد و هنگامیکه برق شهروصل شد مجدداً به حالت قبل بازمیگردد.

علیرغم اینکه این دستگاه کمترین محبوبیت را بین ups ها دارد ولی کماکان یک ups است وکمک زیادی برای اغلب استفاده کنندگان میباشد.

گذشته از آن، اگر یو-پی-اساستندبای کارآیی نداشت، فروخته نمیشد.اگر چه برای یک حالت بحرانی مانند اتصال به یک سرور مهم معمولاً استفاده نمیشود.

هدف ازبکارگیری این ups اینست که وقتی برق شهر قطع شد،اتصال به باتری خیلی سریع( ولی نه بلافاصله) انجام گیرد.برای انجام این سوییچینگ تاخیری درحدود کسری ازثانیه اتفاق می افتد که به آن زمان سوییچینگ یا زمان انتقال میگویند.

اگرچه بندرت ولی ممکن است که زمان سوییچینگ برای ادامه کارکرد بدون وقفه کامپیوترکافی نباشد.هرچند که این اتفاق معمولاً نمی افتد وهیچ خریداری از خرید این دستگاهها احساس ناراحتی نمیکند با این وجود شما باید زمان انتقال دستگاه را با زمان نگاهداری ups خود ( زمانی که به شما میگوید ups مزبورچه زمانی قادراست ورودی خود را جداشده نگاهدارد قبل از اینکه کاملاً قطع شود) مقایسه کنید. اگرزمان انتقال بسیارکمتراززمان نگاهداری بود، ups احتمالاً برای شما کار خواهد کرد.

برخی ازمشکلات برق شهر مانند ولتاژ پایین آن، زمان نگاهداری ups را کاهش میدهد.

Ups های standby معمولاً تا اندازه توان 1000 ولت آمپروجود دارند.

اخطار: اگر از ups استند بای استفاده میکنید مطمئن شوید که وسیله شما دارای ویژگی محدود کننده ولتاژهای گذرای اضافی وهمچنین فیلترینگ مناسب برای مواقع لازم میباشد(همانطورکه دردیاگرام بالا نشان داده شده است) درغیر اینصورت درشرایط نرمال (برای مثال زمانی که شما قطعی برق را تجربه نکرده اید) سیستم شما بطورطبیعی مستقیماً به برق شهر متصل خواهد بود.

فرورزونانت:

فرورزونانت ها، بهبودی در طراحی یو-پی-اس Standby به حساب می آید.همانند یو-پی-اس استندبای، باتری و اینورتردرحالت آماده باش قراردارند تا به آنها احساس نیازشود. تفاوت عمده درسوییچ انتقال که منابع انرژی را جابجا میکند میباشد که در این نوع با یک ترانسفورماتور Ferro resonant تعویض شده است.

یک ترانسفورماتورشامل یک هسته فلزی است که دورآن دو سیم پیچ پیچیده شده است.وقتی که جریان از یک سیم پیچ عبور میکند به صورت مغناطیسی به سیم پیچ دیگر کوپل میشود وجریان به سیم پیچ دوم القا میگردد.ترانسفورماتورها معمولاًبرای تغییر ولتاژبرق متناوب استفاده میشوند اگر چه خاصیت دیگر ترانسفورماتوراینست که مشکلات برق خروجی از ورودی خودرا تصحیح میکند و آنها را به خروجی خود منتقل نمیسازد.همین خاصیت آنها را برای استفاده بعنوان فیلتر خط وتثبیت کننده مولفه ها دریک ups مناسب ساخته است.

اگرچه ترانسفورماتوری که در این نوع ups بکاررفته یک ترانس معمولی نیست زیرا همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است دارای سه سیم پیچ میباشد.دو سیم پیچ بعنوان ورودی ازمنابع اصلی و فرعی میباشند وسیم پیچ سوم خروجی است. این به ترانسفورماتوراجازه میدهد که خود بعنوان یک سوییچ عمل کند زیرا هرکدام ازمنابع ورودی عمل کنند،خروجی ترانس انرژی خود را میگیرد (سوییچ انتقال در شکل بالا اتصال خط نیرو را زمانی که برق میرود قطع میکند)

بعلاوه چون هسته ترانس Ferro resonant انرژی را درمیدان مغناطیسی خود ذخیره میکند، درحالتیکه منبع اصلی نیرو قطع میشود و سوییچ مجبوراست که سیستم را روی منبع دوم انرژی( باتری) بیندازد مانند یک سپرعمل میکند. برای کسری ازثانیه خروجی ترانس بدون نیاز به انرژی ورودی عمل خواهد کرد(با استفاده از انرژی داخل ترانس). این انرژی ذخیره شده بطور چشمگیری شانس تحت تاثیرقرار گرفتن وسایل حفاظت شده را درزمان تغییرازمنبع اصلی انرژی به منبع دوم کاهش خواهد داد.

Ups های باترانسفورماتورمعمولاً تا اندازه قدرت 15000 ولت آمپرموجود میباشند که همین امرآنها را حتی برای بزرگترین سرورها مناسب میسازد.زمانی این ups یکی ازمتداولترین طرحها بود و هنوز هم توسط برخی سازندگان ساخته میشود در حالیکه برخی نیزساخت این طرح را رها کرده اندومدعی هستند که این نوع ups کارآیی ندارد. درعوض توجه خود را به ups های onlineدر محدوده 1000 ولت آمپر وبالاتر معطوف کرده اند.

Ups های Line-interactive

این ups ها به لحاظ طراحی با تمام مدلهای standby متفاوت میباشند.

در این مدل شارژرباتری مستقل،اینورتروسوییچ تبدیل منبع انرژی تماماً باترکیبی از یک اینورتر و کانورتر جایگزین شده است که هر دو، باتری را شارژ و انرژی آنرا به AC جهت خروجی ups در موارد نیاز تبدیل میکنند.زمانی که برق شهر فعال است اینورترو کانورترباتری راشارژمیکنند وزمانی که برق شهرقطع شد این مجموعه به عنوان رزروعمل میکند.

نقطه قوت این طرح اینست که اینورتر و کانورتر همیشه به خروجی متصل هستند وانرژی تجهیزات مربوطه را تامین میکنند.

این طرح درمقابل قطع انرژی منبع اصلی، عکس العمل سریعتری نسبت به مدل standby دارد.

اینورتر و کانورتر معمولاً توسط یک مداربه هم مربوط میشوند وپارازیت های برق را فیلترکرده،ولتاژهای کوتاه مدت ونوک تیزspike را تعدیل نموده وهمچنین انرژی خروجی را تنظیم میکنند همچنین انرژی اضافه ای را هنگام کاهش جریان فراهم نموده وولتاژهای اضافی گذرا درخروجی را کوتاه میکنند.

Line-interactive ups یک طرح پیشرفته است که بطورمعمول درتجهیزات خانگی و تجاری مورد استفاده قرار میگیرد وتا اندازه توان 3000 ولت-آمپرموجود میباشد. این ups برترازstandby ups است ولی هنوز دارای یک زمان انتقال است وبه همین دلیل به خوبی ups های online عمل حفاظت را انجام نمیدهد.

Online UPS (یو-پی-اس با دو مرحله تبدیل)

نکته: Online در زبان انگلیسی به معنی متصل به خط می باشد که برای جلوگیری از اشتباه استاندارها خواسته اند که حتی الامکان از این لفظ استفاده نشود. با توجه به اینکه در زبان فارسی در این مورد هیچ اشتباهی پدید نمی آید برای جلوگیری از تشویش ذهن ما همچنان از لفظ online استفاده می کنیم.

این ups که گاهی بنام تبدیل مضاعف(double conversion) نیز نامیده میشود، بهترین نوعی نیست که شما میتوانید خریداری نمایید، زیرا با پیشرفت یوپی اس های Line-Interactive و با توجه به بازده پایین یوپی اس های Online نسبت به آنها، امروزه بسیاری از مردم علاقه خود را به این نوع یوپی اس از دست داده اند. جالب اینکه این ups درعین تشابه بسیارزیاد به standby ups که ارزانترین یوپی اس است عملکردی کاملاً متفاوت با آن دارد. تشابه از این بابت که این ups نیزهمان دو منبع انرژی رادارد وکاملاً متفاوت از این بابت که دراین ups سوییچ انتقال برای قطعی درخروجی اینورتر درمواقع اضطراری برگردانده شده است.

درشرایط عادی این ups ازباتری واینورترمربوطه استفاده میکند درحالیکه خط نیرو، شارژرباتری را تغذیه میکند. به همین دلیل است که این ups گاهی بنام double conversion ویا یو-پی-اس آن-لاین باتبدیل مضاعف (دوگانه) نامیده میشود.حاصل این طرح اینست که درشرایط قطع ناگهانی برق، هیچ زمان انتقالی مشاهده نخواهد شد.زیرا در شرایط قطع برق، اینورتر(و بار مربوطه) به کار خود ادامه خواهد داد و فقط شارژرباتری ازکارخواهد افتاد.

در قبال قطع برق ،عکس العمل کامپیوترو یا لپ تاپی که انرژی خود را از یک online ups دریافت میکنند مشخص است.آنها بدون وقفه به کار خود ادامه میدهند. تنها اتفاقی که می افتد اینست که باتری تضعیف میشود زیرا در اینحالت شارژری برای شارژ آن وجود ندارد.ممکن است شما ازخود بپرسید وقتی که همیشه ازباتری استفاده میکنیم پس دلیل وجود مسیری برای سوییچ انتقال(مسیری که در دیاگرام بالا بانقطه چین نمایش داده شده است) چیست؟ پاسخ اینست که این مسیر پشتیبانی لازم را برای مواقعی که اینورترازکارمی افتد ویا دراثربرخی مشکلات داخلی درکارآن وقفه حاصل میشود، فراهم مینماید.هرچند غیرمعمول است ولی به هرحال این اتفاق ممکن است بیفتد و در این حالت، سیستم به مسیرشامل محدود کننده ولتاژهای اضافی وفیلتر، سوییچ خواهد شد.در اینحالت

"زمان انتقال" دوباره موضوعیت پیدا خواهد کرد دقیقاً مانند حالتی که یک یو-پی-اس استندبای در مقابل قطع برق عکس العمل نشان میدهد. البته باید دقت کرد که قطع برق بسیار متداولترازقطع ups میباشد. دیگرمزیت اصلی استفاده ازباتری دربیشترزمانها اینست که فرآیند تبدیل مضاعف ((double conversionانرژی خروجی را بطور کامل ازانرژی ورودی جدا میکند.هراغتشاش وکثیفی احتمالی (غیر از مولفه های DC و برخی ازپارازیت های معمول که فقط دریوپی اس های بدون ترانسفورماتور اتفاق می افتد) که ازبرق شهروارد شود فقط برروی شارژرباتری تاثیرمیگذارد نه برروی خروجی های ups.

اگرچه ممکن است ازروی دیاگرام بالا مشخص باشد که یو-پی-اس های آن-لاین و استندبای دارای مولفه های مشابهی میباشند ولی باید دقت نمود که تفاوت عمده ای درطراحی شارژرها واینورترهایی که معمولاً هیچ کاری انجام نمیدهند وممکن است فقط در هر ماه به مدت چند دقیقه بکار بیفتند با آنهاییکه هرروز 24 ساعت کامل روشن هستند تا عمر آنها به پایان برسد وجود دارد. تفکر مهندسی وافزایش اندازه وکیفیت مولفه های ترکیب شده درساخت یک online ups باعث افزایش قیمت قابل توجه این ups ها نسبت به بقیه انواع آن میشود.این ups ها معمولاً برای سرورهای بزرگ وهمچنین پشتیبانی ازقطعات تجهیزات مراکزداده پردازی بکار میروند. معمولاً این ups ها از اندازه قدرت 5000 ولت-آمپرتا صدها وهزاران ولت-آمپروحتی بزرگترموجود میباشند.

خصوصیات و ویژگیهای UPS :

پس از درک اصول اولیه عملکرد یک سیستم تامین انرژی بدون وقفه، شناخت انواع مختلف آن وآشنایی با اجزای مهم آن، اکنون درمورد برخی ازخصوصیات طراحی و ویژگیهای مختلف یک ups که باعث تفکیک آن ازانواع دیگرups میشود صحبت خواهیم کرد.

بعلاوه راجع به پارامترهای مهمی که توانایی و قابلیتهای یک ups را تعیین میکند بحث خواهیم نمود. بسیاری از عناوینی که دراین فصل مورد بحث قرارخواهد گرفت برای اخذ تصمیم در مورد انتخاب نوع واندازه مناسب یک ups برای کار شما مهم خواهد بود.

فاکتور شکل:

فاکتور شکل یک قطعه ازیک تجهیزبه شکل عمومی و اندازه آن مربوط میشود. به لحاظ فنی صحبت درمورد فاکتورهای شکل یک ups ممکن است دقیق نباشد زیرا upsها معمولاً برخلاف بسیاری از وسایل وتجهیزات دیگردر اشکال ازپیش تعیین شده و استاندارد ساخته نمیشوند. دلیل اصلی آن اینست که ups ها بزرگ میباشند، به عبارت دقیقتر هرچه باتری بیشتری در ups قراربگیرد ظرفیت آن و درنتیجه اندازه آن بزرگتر خواهدشد. بنابراین هر ظرفیتی از ups دارای اندازه متفاوتی میباشد.

به هرحال اکثرups ها به لحاظ شکل به دودسته تقسیم میشوند: ups منفرد وups سوار شده درقفسه.

Ups منفرد همانهایی هستند که معمولاً میبینیم. آنها درون قابی قرار گرفته اند وبرای این طراحی شده اند که روی زمین و درنزدیکی وسیله ای که آنرا تحت پوشش قرار میدهند گذارده شوند.

Ups هایی که درقفسه سوارمیشوند، برای قرار گرفتن در محفظه های مخصوص میباشند و مختص استفاده برای کامپیوترهایی که درقفسه قرارمیگیرند، سخت افزارهای شبکه ای ودیگرتجهیزات میباشند.

همچنین این upsها درصنایع و وسابل تجاری به دلیل کاهش در فضای اشغال شده کاربرد دارند.زیرا مولفه های آن را میتوان بصورت عمودی وتا ارتفاع زیاد روی هم قرار داد.دراینحالت اتصال بین تجهیزات نیزبدلیل نزدیک بودن به یکدیگر اغلب ساده تر انجام میگیرد.

یکی از دغدغه های مدل قفسه ای موضوع تهویه آنهاست. باید دقت کرد که قفسه را بیش از گنجایش آن درمکانی که قادر به فراهم نمودن تهویه مناسب نباشد پرنکنیم.

ظرفیت و زمان پشتیبانی:

یکی از مهمترین مشخصات ups ظرفیت آن ودیگری زمان پشتیبانی میباشد.این دومشخصه به یکدیگر مربوطند ولی مشابه هم نمیباشند. مهم است که فرق بین این دو رابفهمیم زیرا این اعداد نقش بسیارمهمی را در

اندازه قدرت ups بازی میکنند.

زمان پشتیبانی یک ups تعداد دقایقی است که یک ups میتواند انرژی لازم را ازباتری برای یک سطح بار مشخص فراهم کند.از آنجا که راه اندازی تعداد بیشتری از تجهیزات نیازمند انرژی بیشتری است که از باتری گرفته شود، پشتیبانی بار بیشتر، منجر به کاهش این زمان خواهد شد. یک ups با باتری بزرگتر یا با باتری اضافه شده، زمان پشتیبانی بیشتری را برای یک بار مشخص فراهم خواهد نمود. زمان پشتیبانی بسیار مهم است زیرابه شما میگوید که چه مدت نیروی خروجی ups قابل تحصیل است قبل از آنکه انرژی باتری تمام شود.اکثر سازتدگان ups جدولی تهیه میکنند که زمان پشتیبانی را برای یک مدل خاص بر اساس باری که از آن گرفته میشود نشان میدهد.در اینجا نمونه این جدول برای یک ups 600 ولت آمپر(360 وات) آورده شده است.

در این جدول زمانهای پشتیبانی برای 100،200و400 ولت آمپربصورت برجسته نشان داده شده است. توجه کنید که وقتی شما میزان بار را دو برابر میکنید، زمان پشتیبانی نصف نمیشود بلکه بیشتر از نصف کاهش می یابد. یکی از دلایل اصلی این پدیده اینست که باتریهای سرب-اسیدی وقتی که باربیشتری راتحمل میکنند بسیار سریعتر تخلیه میشوند. برای توضیح کامل در مورد ظرفیت باتری و تاثیر نرخ تخلیه بر آن، به بخش بحث در مورد

باتری مراجعه نمایید.

پس از نگاه به این نمودار یک سوال طبیعی میتواند این باشد که اگر اینups یک بار 200 ولت-آمپری رابه مدت 22 دقیقه ویک بار 400 ولت-آمپری رابه مدت 9.3 دقیقه پشتیبانی میکند، یک بار800 ولت-آمپری رابرای چه مدت پشتیبانی خواهد کرد؟

4 دقیقه؟ 2 دقیقه؟

متاسفانه پاسخ به این سوال احتمالاً صفر خواهد بود.این نقطه ایست که مفهوم ظرفیت وارد خواهدشد. دراین مثال (600 VA) ups احتمالاً اندکی بیش از این میزان بار را تحمل خواهد کرد مانند اینکه اتومبیل شما زمانی که درجه بنزین روی نشانگر"خالی" ایستاد بلافاصله متوقف نخواهد شد ولی رفتن روی 800 ولت-آمپر احتمالاً باعث اضافه بار برای ups خواهد شد وسبب خاموش شدن ups زمانی که بر روی باتری میرود خواهد شد. مفهوم ظرفیت ماکزیمم فقط به باتری مربوط نمیشود بلکه به اجزا ترکیب کننده ups وحتی به سیم بندی آن برای تحمل یک بارمشخص مربوط است.همچنین ظرفیت یک مفهوم ایمنی نیز میباشد زیرا افزایش جریان مداراز یک حد مشخص خطرناک است.

درحالیکه ظرفیت ups برحسب حداکثر بار نامی آن بیان میشود، یک حد دیگر نیز باید درنظر گرفته شود.برای فهمیدن این حد باید فرق بین قدرت ظاهری (نیرویی که بعنوان ورودی به دستگاه داده میشود) و قدرت واقعی(نیرویی که دستگاه بصورت واقعی مصرف میکند)را بفهمیم. برای اکثر دستگاههای پیچیده، این دومقدارمساوی نیستند.

نسبت قدرت واقعی به قدرت ظاهری برای هر دستگاه "ضریب قدرت" نامیده میشود. برای ups های کامپیوترهای خانگی این ضریب حدود 60% میباشد (مفهوم آن در بخش انرژی واقعی وانرژی ظاهری توضیح داده شده است)

باری که یک ups تحمل میکند نمیتواند ازحد قدرت ظاهری آن برحسب ولت-آمپر بیشتر باشد و همچنین نمیتواند ازحد قدرت واقعی آن بر حسب وات بیشتر باشد. بسیاری از سازندگان ups حد مشخصی از قدرت واقعی دستگاه بر حسب وات را ارائه نمیکنند درعوض فرض میکنند که ضریب قدرت بارمربوطه حدود 60% میباشد. اگردستگاه شما باری را تحمل میکند که ضریب قدرت آن 60% است آنگاه قدرت واقعی وظاهری دستگاه یکسان خواهد بود ولی اگرضریب قدرت بار بیش از 60% باشد، شما نمیتوانید از حد کلی ولت-آمپر استفاده کنید زیرا مقدار وات مصرفی شما بیش ازحد قدرت واقعی(برحسب وات) میباشد. اگر این مفاهیم اندکی گیج کننده است، حق با شماست. توضیح بیشتر به همراه چند مثال در بخش " اندازه قدرت ups " آمده است.

بسیاری از انواع مدلهای ups بزرگ امکان افزایش زمان پشتیبانی توسط افزودن مجموعه هایی از باتری راعرضه میکنند. این واحدهای قابل توسعه بسیار عالی هستند بخصوص در مواردی که شما هنگام خرید دستگاه از میزان باری که قرار است از ups گرفته شود اطمینان ندارید. این کار باعث صرفه جویی در پول شما خواهد شد زیرا به جای اینکه شما دو دستگاه ups مستقل خریداری نمایید فقط پول باتری اضافی را خواهید پرداخت.

توان UPS :

همانطور که دربحث ظرفیت و زمان پشتیبانی ups مطرح شد (که شما باید قبل از مطالعه این قسمت آنرا خوانده و فراگرفته باشید) یک ups میتواند حدمشخصی از بار راپشتیبانی کند. درواقع دوحد تعریف شده برای ups موجود است. یکی حداکثر توان ظاهری مشخصه بار(برحسب ولت-آمپر) و دیگری حداکثر توان واقعی مشخصه بار (برحسب وات).برخی اوقات توان واقعی تاحد ماکزیمم آن فراهم نمیشود ولی باید محاسبه شود.اگر میزان "وات" پشت دستگاه نوشته نشده باشد، اشکالی ندارد که آن را60% عدد "ولت-آمپر" فرض کنیم.اگر چه مشخصات دستگاه بطور کامل باید خوانده شود زیرابرخی ups ها از نسبت دیگری برای ضریب قدرت استفاده میکنند.

قانون توان ups در مفهوم ساده ولی در عمل مشکل است. بارهایی که به ups وصل میشوند نمیتوانند از حد مشخص شده فراتر روند.اجازه دهید نحوه عملکرد این دو حد را با چند مثال روشن کنیم:

فرض کنید یک ups 650 ولت-آمپرداریم که "وات" آن مشخص نیست. بنابراین برای ضریب اطمینان 60% را برای ضریب قدرت درنظر میگیریم که معنای آن حد 390 وات برای توان واقعی میباشد. معنای این حرف اینست که ما نمیتوانیم هیچ باری بیش از 650 ولت-آمپر یا 390 وات به ups وصل کنیم.

مثالهایی برای بارهای منابع تغذیه:

- منبع تغذیه عادی در محدوده 500 ولت-آمپر: باری باشدت 500 ولت-آمپر بخوبی با این ups تغذیه میشود زیرا ضریب قدرت آن حدود60% میباشد چیزی که قریب به اتفاق سازندگان ups آنرا فرض میکنند (ولی شما باید مشخصات آنرا اگر میتوانید چک کنید)

حتی اگر ضریب قدرت 70% باشد، هنوز بار 350 واتی داریم که زیر حدups است.

- منبع تغذیه 500 ولت-آمپر باضریب قدرت اصلاح شده: برخی از دستگاهها بااجزایی که به مدارهای آن اضافه شده است ضریب قدرت آن به حدود 100% رسیده است (که بعضی اوقات به آن ضریب قدرت یک نیز میگویند) دراینحالت دستگاه 500 ولت-آمپر و 500 وات میباشد. چنین دستگاهی ups مورد بحث مارا دچار اضافه بار خواهد کرد زیرا"وات" آن بسیار بالا میباشد.

حال که فهمیدیم محدوده ها در ups چه میباشند، بگذارید نگاهی به بار داشته باشیم. برای درک اینکه یک" بار" چه درخواستی از ups دارد باید مقدار ولت-آمپر و وات آنرا بدانیم. متاسفانه اکثر سازندگان اطلاعات لازم را دراین خصوص در اختیار نمیگذارند.

محدوده بالایی ولت-آمپر مورد نیاز برای یک دستگاه با نگاه کردن به جریان آن که معمولاً تمام دستگاهها با برچسبی نزدیک کابل برق، آنرا مشخص کرده اند قابل تحصیل است اگر چه این اعداد اندکی محافظه کارانه است.

اگرجریان الکتریکی وسیله ای 1.2 آمپر باشد ولت-آمپر نامی مورد نیاز برای آن 1.2*220=264 ولت-آمپر میباشد اگر چه در عمل هیچگاه به بیش از 200 ولت-آمپر نیاز نمیباشد. هیچ راهی برای اطمینان از این قضیه وجود ندارد مگر اینکه شما بدانید چگونه وسیله را با روشهای الکتریکی تست کنید بنا براین برای اطمینان کامل، شما باید محافظه کارانه عمل کنید وهمان عدد ماکزیمم 264 را درنظر بگیرید.

منابع تغذیه کامپیوتر، بیشتر موجب سر در گمی میشوند. وقتی که مردم در مورد منابع تغذیه صحبت میکنند، مثلاً میگویند:

این یک منبع تغذیه 300 وات است.

این مهم است که بدانیم عدد 300 در این بحث تقریباً تمام توان DC خروجی از دستگاه است.این عدد وقتی که بحث اندازه ups مطرح میشود کاملاً بی معنی است. زیرا نمایاننده ولت-آمپر و یا وات مورد نیازبرای تغذیه نیست.اکثر منابع تغذیه دارای مشخصات جریان هستند که شما بتوانید ولت-آمپرماکزیمم آن را همانطور که قبلاً توضیح داده شد محاسبه کنید ولی اگر آنرا مرجع محاسبه قرار دهید احتمالاً ups ای میخرید که بیش از میزان مورد نیاز شماست زیرا خروجی منبع تغذیه، خود بیشترین مقدار است وتنها نمایشگر اینست که اگر منبع تغذیه بطور کامل بیشترین مقدار خروجی راداشته باشد چه چیزی مورد نیاز است.

یک منبع تغذیه 300 وات بر روی یک کامپیوتر معمولی هرگز خروجی حتی نزدیک 300 وات نخواهد داد.

بسیار خوب، تا به حال تمام آن کارهایی را که برای تعیین اندازه ups نباید انجام دهید به شما گفته شده است. حال چه کارهایی را واقعاً باید انجام دهید؟ متاسفانه تعیین اندا ups کار ساده ای نیست. شما اغلب مجبورید با اعدادی که در اختیار دارید محافظه کارانه عمل کنید ویک ups با ظرفیت مقداری بیش از آنچه که واقعاً نیاز دارید خریداری نمایید تا مطمئن شوید که مقدار مورد نیاز شما پوشش داده شده است.در اینجا روشها وتکنیکهایی را که در این امر به شما کمک میکند آورده ایم:

این اندازه ها را برای کامپیوتر های زیر استفاده کنید:

این توصیه ها را بخوانید:

برای ups ای که درنظر دارید، توصیه های سازنده را برای دستگاههایی که قرار است مورد پوشش قرار بگیرند در نظربگیرید. آنها را با منابع تغذیه ای که میخواهید پوشش دهید مقایسه کنید ویک نتیجه معقول بگیرید. اگر بخش فروش ups گفت: "ایده آل برای یک کامپیوتر کوچک رومیزی" وشما میخواهید آنرا برای یک کامپیوتر بزرگ با دو پردازشگر که کارگرافیکی انجام میدهد استفاده کنید، احتمالاً به مشکل خواهید خورد.

آزمایش ups :

بهترین روش برای تعیین توان ups اینست که اگر بتوانید آنرا تست کنید. اگر دوستی دارید که ups ای تقریباً به اندازه آنچه که شما نیاز دارید دراختیار دارد، آنرا قرض بگیرید، باتریهایش را کاملاً شارژ کنید، دوشاخه دستگاه خود را به خروجی ups وصل کنید وببینید که چه مدت دستگاه شما روشن میماند قبل از اینکه ups خاموش شود.

(واضح است که این عمل را وقتی که فایلی با اطلاعات مهم باز است نباید انجام دهید).

اگر ups بدون هیچ مشکلی کار کرد و به شما اجازه داد که کار خود را ذخیره کنید، میتوان به آن اطمینان کرد.

محافظه کار باشید:

درمورد ups بهتر اینست که ظرفیت آن کمی بیشتر از مورد نیاز باشد تا کمی کمتر.

وقتی که مطمئن شدید ups شما ظرفیت لازم را برای برآورده شدن نیاز سخت افزاریتان دارد، مطلب بعدی زمان پشتیبانی ups

از سیستم شما میباشد. شما به چه مدت زمان نیاز دارید؟ مهمترین هدف ups اینست که شما انرژی کافی در اختیار داشته باشید تابتوانید با اطمینان سیستم خود راخاموش کنید. هر زمانی بیش از آن "استفاده نامشروع" است. بنابراین میتوان گفت که شما با استفاده ازups باید بتوانید در زمان قطع برق برای مدت بسیار کوتاهی کارکنید ولی اگر بخواهید زمان بیشتری را جهت کار باسیستم خود در اختیار داشته باشید(برای زمانهای قطع برق طولانی) مطمئناً باید پول بیشتری بپردازید. برای افزایش زمان استفاده از ups، وسایل غیرضروری را به آن وصل نکنید.برای مثال وسایل جنبی کامپیوتر مانند پرینتر، نیازی نیست که به ups وصل شوند.اکثر سازندگان ups جداولی را فراهم نموده اند که زمان تئوری کارکرد ups را برای بارهای مختلف نشان میدهد.

موضوع مهمی که باید در نظر گرفته شود اتصال مانیتور به ups است. خاموش شدن مانیتور در هنگام قطع برق باعث از بین رفتن اطلاعات نخواهد شد بنابراین لزومی ندارد که مانیتور به ups وصل باشد. اگرچه وقتی که برق میرود اگر کامپیوتر شما روشن باشد ولی مانیتور خاموش شود چگونه میتوانید بفهمید که چه میکنید وآیا توانسته اید اطلاعات خود را ذخیره نمایید؟

مانیتورها بخصوص در سایز های بزرگ مقدار قابل توجهی انرژی مصرف میکنند، بنابراین هنگام انتخاب ups به این موضوع توجه داشته باشید.

افزایش کیفیت برق:

اغلب (ولی نه تمام)ups ها نه تنها توان ذخیره را فراهم میکنند بلکه کیفیت برق ورودی را هم اضافه می کنند. توانایی ups برای انجام این کار به طراحی وسطح کیفی آن بستگی دارد. Ups های online بیشتر کیفیت برق خروجی را بالا می برند. بعنوان نتیجه، هرمشکلی که در برق شهر حادث شود فقط برروی شارژرباتری تاثیر میگذارد، اگرچه برخی از مدلهای ارزانتر نیززمانی که از برقAC استفاده میکنند برای محافظت ازبارمیتوانند تا حدودی شرایط برق شهر را اصلاح کنند. آنها نوعاً قادربه حذف ولتاژهای اضافی گذرا نیز میباشند. همچنین ups ها بطوراتوماتیک خروجی خود را تنظیم میکنند. به این معنا که وقتی ولتاژ باتری تغییرمیکند (هنگام تخلیه)، ups آنرا جبران میکند تا مطمئن شود بارها این انرژی را در اختیار خواهند داشت.

تست خودکار:

اکثرups ها این قابلیت را دارند که خودشان راتست میکنند. هدف ازاین تست اینست که مطمئن شویم ups عملکرد مناسبی دارد و تجهیزما به درستی محافظت میشود. معمولاً این تست زمانیکه برای اولین بارups را به برق وصل کردیم انجام میشود و پس از آن طبق فواصل زمانی معین انجام میگیرد. برای مثال برخی از ups ها روزی یکبار خودشان را تست میکنند وبعضی دیگر هفته ای یکبار. در هنگام اجرای این تست ممکن است برخی از نشانگر های ups چشمک بزنند وممکن است صدایی از آن خارج شود ولی نباید هیچ تاثیرقابل توجهی برروی بارمحافظت شده داشته باشد.

اگر ups شما نرم افزارکنترل کننده داشته باشد با فعال کردن آن ممکن است بتوانید فواصل زمانی انجام این تست را تعیین کنید. همچنین شما میتوانید در مواقع لزوم به ups بگویید که این تست را انجام دهد. این کار به این دلیل مورد نیازاست که برخی اوقات درهنگام روشن کردن ups، باتری دراثراستفاده قبلی خالی است و این تست نمیتواند انجام گیرد. البته این تست یک ویژگی مهم است ولی جای یک تست واقعی که مشمول تمام ups ها باشد را نمیگیرد. به این معنا که تمام تجهیزاتی را که قراراست مورد حفاظت قرار گیرد به ups وصل کنیم و دوشاخه ups را از برق بکشیم و عملکرد آن را ببینیم. اگرچه این عمل را مکررانجام نمیدهیم زیرا باتری را ضغیف خواهد کرد واگر سیکلهای شارژ و دشارژ باتری افزایش یابد موجب کاهش عمر باتری خواهد شد. ولی باید دقت نمود که به هرحال درفواصل زمانی معین،باید این کاررا انجام دهیم بخصوص وقتی که ترکیب بارهای حفاظت شده تغییر کند.

شکل موج خروجی :

یکی از معیارهای کیفیت که در بعضی موارد حائز اهمیت میباشد شکل موج خروجی ups است که به شکل سیگنال جریان متناوبی که توسط ups تولید میشود اشاره دارد. کیفیت و قیمت اینورتر داخلی ups، اولین تعیین کننده شکل سیگنال AC خروجی است که توسط اکثرups ها تولید میشود ( بخصوص ups های ارزان قیمت)

شرایط ایده آل برای یک ups، تولید شکل موجی تمیزنزدیک به شکل موج استانداردی است که باید مورد استفاده دستگاه قراربگیرد.

هرups میتواند سه نوع شکل موج ایجاد کند:

موج سینوسی:

این، بهترین شکل موجی است که میتواند تولید شود زیرا شکل موج ایده آلی است که توسط یک سیگنال الکتریکی متناوب (برق شهر) تولید میشود.

تولید یک خروجی سینوسی واقعی، نیازمند مولفه های گرانقیمت است که فقط در اینورتر ups های باکیفیت برتریافت میشود. این مسئله بخصوص برای ups های online مهم است زیرا بارهای حفاظت شونده همواره ازاینورتراستفاده میکنند. شکل موج سینوسی واقعی معمولاً در ups های مدل بالا دیده میشود.

موج مربعی:

پایین ترین نوع خروجی یک ups . موج مربعی معمولاً بعنوان مولفه مسطح (صاف) از یک موج سینوسی درنظر گرفته میشود. بجای افزایش یکنواخت ولتاژازکمترین مقداربه بیشترین مقدارو برگشت مجدد آن، درموج مربعی این اتفاق ناگهانی وبه یکباره رخ میدهد. یعنی موج ازکمترین مقدارولتاژ ناگهان به بیشترین مقدارآن میرسد، به مدت نصف سیکل آنجا میماند وسپس ناگهان به کمترین مقدار سقوط میکند ونصف سیکل دیگردرآن نقطه میماند واین اتفاق تکرار میشود. اینورترهای ارزان قیمت برای تولید خروجی موج مربعی طراحی شده اند زیرا در آنها از مولفه های ارزان قیمت استفاده شده است. نباید متعجب شوید که بسیاری از تجهیزات دوست ندارند که با موج مربعی کار کنند بلکه بیشتر باید از این نکته متعجب بود که بسیاری از وسایل برقی با این موج کار میکنند. دلایل متعددی موجود است که چرا موج مربعی باعث ایجاد مشکل میشود. بعنوان نمونه، ماکزیمم ولتاژ یک موج مربعی ماهیتاً کمتر از ماکزیمم ولتاژ یک موج سینوسی میباشد که این برای برخی تجهیزات، مشکلاتی را پدید می آورد بعلاوه موج سینوسی فقط شامل یک فرکانس (50 هرتزدرایران) میباشد ولی موج مربعی شامل فرکانسهای بالاتری است که به آنها "هارمونیک" گفته میشود و میتواند باعث ایجاد وزوزیا بروزمشکلات دیگردربرخی تجهیزات شود. خروجی موج مربعی فقط درتجهیزات ارزان قیمت بکارمیرود و باید درصورت امکان ازاستفاده ازآن خودداری نمود.

موج مربعی اصلاح شده:

این موج ، چیزی بین موج سینوسی و موج مربعی میباشد. پالسهای مثبت و منفی موج مربعی کاهش یافته، از یکدیگرجدا شده وبلندتر شده اند بنابراین، ولتاژماکزیمم خیلی به موج سینوسی نزدیک شده است ودرمجموع این شکل موج بسیار به شکل موج سینوسی شبیه تراست. درعین حال قیمت اجزاء ترکیب کننده ups با شکل موج مربعی اصلاح شده بسیار نزدیک به قیمت ups با شکل موج مربعی میباشد تا ups با شکل موج سینوسی.

(در واقع شما میتوانید با ترکیب دو موج سینوسی که اندکی نسبت به هم شیفت پیدا کرده اند یک موج مربعی اصلاح شده بسازید) تعداد تجهیزاتی که با موج مربعی اصلاح شده مشکل دارند بسیارکمترازآنهایی است که با موج مربعی مشکل دارند. موج مربعی اصلاح شده در بسیاری ازانواع ups های مدل پایین ومتوسط بکارمیرود وبرخی اوقات بنامهای: "تقریباً نزدیک شده به موج سینوسی"، "موج مربعی با پهنای پالس اصلاح شده" وحتی"موج سینوسی اصلاح شده" نیزنامیده میشود که اصطلاح آخر، یک بیان بازاری میباشد زیرا عملاً خروجی موج مربعی شکل اصلاح شده، یک موج سینوسی، اصلاح شده آن و چیزهای دیگر نزدیک به موج سینوسی نمیباشد.

توجه :

برای ups های با شکل موج خروجی مربعی و یا مربعی اصلاح شده، توصیه سازنده، استفاده از تجهیز حفاظت شده برای زمان حداکثر15 دقیقه میباشد.

(IEC 62040-3 /1999)

عملاً برای یک کامپیوتر خانگی، ups ای با شکل موج مربعی اصلاح شده مناسب میباشد. این ups ، کامپیوتر،مانیتور و دیگرتجهیزات مشابه را بدون هیچ مشکلی محافظت خواهد کرد. البته بخاطرداشته باشید که ups های ارزان قیمت به هر حال از ولتاژ خط استفاده میکنند درحالیکه شکل موج خروجی فقط وقتی که ازباتری استفاده میشود نقش خود را ایفا میکند.

خاموش کردن اتوماتیک:

ازمهمترین ویژگی های یک ups مخصوصا زمانی که برای تغذیه رایانه استفاده می شود امکان خاموش کردن اتوماتیک می باشد. این ویژگی به ups اجازه میدهد که پیش از اتمام زمان پشتیبانی باتری ها کامپیوترشما را خاموش کند. تصورکنید که یک کامپیوتربدون ویژگی خاموش شدن اتوماتیک مشغول کاراست. ناگهان برق می رود وups از انرژی باتری استفاده می کند و قطع برق در حالی که هیچکس حضورندارد تا کاری برروی کامپیوترانجام دهد ادامه می یابد. بالاخره انرژی باتری نیزبه اتمام میرسد و خروجی ups قطع می گردد وکامپیوترنیز ناگهان خاموش می شود. دراینحالت تمام کاری که ups انجام داده است ایجاد تاخیر درخاموش شدن اجتناب ناپذیر کامپیوتر بوده است و نه بیشتر و این درحالی است که ممکن است هنوزبرنامه فعالی وجود داشته باشد که لازم است قبل ازخاموش شدن کامپیوتر به آن سر و سامان داد.

معمولا یک ups باقابلیت خاموش کردن اتوماتیک ، ازکنترل نرم افزاروسخت افزارکه میکرو پروسسورآنرا به کامپیوتروصل می کند استفاده می نماید. می توان پارامترها را به گونه ای تنظیم کرد تا اگر قطعی برق برای مدت زیادی ادامه داشته باشد ups، کامپیوترتان را خاموش کند. برای مثال ممکن است شما بخواهید کامپیوترتان تا زمانی که 80% باتری تخلیه شده است ازانرژی باتری استفاده کند وسپس ups ،کامپیوتر شما را خاموش کند. در این لحظه نرم افزار ups یک فرآیند خاموش سازی را فعال خواهد کرد تا برنامه های شما را بسته وسیستم را غیر فعال نماید. همچنین اگرups دارای قابلیت shutdownباشد خود نیزمی تواند خاموش شود.

البته اگرشما هیچگاه بدون ملاحظه برنامه ای را برروی کامپیوترخود اجرا نکنید ومراقب باشید که وقتی نیازی به کامپیوتر ندارید آنرا خاموش نمایید، احتمالاً به این ویژگی نیازی نخواهید داشت. ولی داشتن آن هنوزیک قابلیت مفید است. زیرا عده بسیار کمی از مردم کامپیوترخود را زمانی که باید، خاموش می کنند.

توجه:

این ویژگی عاری ازخطا نیست. ساختاربعضی ازبرنامه های کاربردی کامپیوترضعیف است و نمی توانند به درخواستی به پیامی که ازطرف سیستم عامل برای بستن خود دریافت می کنند پاسخ مناسب دهند. اگرشما فایل بازی دارید و کامپیوتررا ترک می کنید (کاری که هرگز نباید انجام دهید) ممکن است نرم افزاربه جای بستن فایل برروی جمله "آیا میخواهید این را ذخیره کنید؟" گیرکند وناچار شود سیستم عامل را برای خاموش کردن کامپیوتر ناگهان ازکاربیاندازد. اکثراوقات این قابلیت بسیارمفید است ولی هیچگاه کاررا به قضا و قدرنسپارید. وقتی که کارتان تمام شد، فایل خود را ذخیره کنید وبرنامه را ببندید.

مشکلات برق شهر:

اگرشما تصمیم بگیرید که کامپیوترخود را مستقیماً به برق شهروصل کنید، منبع تغذیه داخلی آن با مشکلات متعددی مواجه خواهدشد.

بعضی ازاین مشکلات کوچک هستند و کامپیوترشما با آن کنارخواهدآمد درحالیکه برخی ازآنها ممکن است موجب ازدست دادن اطلاعات و حتی ایجاد عیوب دائمی برروی سیستم شما شوند.

دراین بخش نگاهی خواهیم داشت به مشکلات عمومی ومتداولی که برق ورودی شهر با آن دست به گریبان است.

پارازیت خط :

پارازیت خط به معنای تغییرات کوچکی درولتاژورودی به کامپیوترمیباشد. مقدارمعین ازاین پارازیت، طبیعی است زیرا هیچ منبع تولید انرژی ایده آل نمیباشد وغالب منابع تغذیه (به غیرازارزانترین ونازلترین آنها) بدون هیچ مشکلی با آن مواجه خواهندشد. گرچه دربعضی مناطق کیفیت برق ورودی بسیارپایین است. همچنین اگرمداری ازکامپیوتربه اشتراک گذاشته شود یا کامپیوترنزدیک وسایلی که موجب اختلال الکترومغناطیسی میشود (مانند موتورها، ماشین آلات سنگین، امواج رادیویی و...) قرارداده شود آنگاه پارازیت خط مسئله بسیارمهمی خواهدبود. پارازیت هایی که منبع تغذیه نتواند جلوی آنرابگیرد ممکن است باعث عدم کارکرد صحیح سیستم شود ومشکل به بّرد اصلی وسایرتجهیزات داخلی کامپیوتر انتقال پیداکند.

برخی وسایل درخانه واداره شما میتوانند موجب تولید پارازیت شوند وآنرا به خط ورودی AC انتقال دهند تا ازطریق ولتاژورودی، دیگروسایل را تحت تاثیرقراردهند. هرچه وسایل محافظت ازبرق ورودی بهترباشند میتوانند تجهیزاتی را که به این محافظها وصل هستند بهترایزوله کنند وآنها را ازاین پارازیتها مصون بدارند.

اضافه ولتاژهای گذرا (Surge) :

ولتاژبرق شهردرمحدوده معینی قراردارد که برای ایران، این مقدار220 ولت میباشد. دراثراختلالات،رعدوبرق ومسائل درونی شبکه برق ممکن است وضعیتی پیش آید که ولتاژبطورموقت وبمدت چند هزارم ثانیه افزایش پیدا کند و درطول این مدت حتی به 1000 ولت و یابیشتربرسد.

بسیاری ازمنابع تغذیه کامپیوترهرسال درمعرض تعداد زیادی ازاین ولتاژهای گذرا قرارمیگیرند ومانند آنچه که درمورد پارازیت خط گفته شد هرچه منبع تغذیه مرغوبترباشد، بهترمیتواند این ولتاژهای اضافه راتحمل کند اگرچه این مسئله برای تجهیزات داخلی منبع تغذیه اهمیت زیادی ندارد. دربعضی حالات ولتاژهای اضافه بامقدارزیاد میتواند موجب قطعی ویا حتی تخریب تجهیزات داخلی کامپیوترشماشود بعلاوه اگرمنابع تغذیه برای زمان مشخصی درمعرض تعداد زیادی ازاین ولتاژهای اضافی قرارگیرند کم کم قابلیت خود را ازدست میدهند وبالاخره کاملاً خراب خواهند شد

رعد وبرق :

لازم به توضیح زیادی درمورد این مقوله نیست. رعد وبرق میتواند میلیونها ولت برق را درآن واحد منتقل کند واگرخانه شما مورد اصابت رعد وبرق قرارگیرد احتمالاً خسارات هنگفتی حاصل خواهد شد. یک محافظ خوب معمولاً شانس بروزاین خسارت را کاهش میدهد و با ایفای نقش "گوسفند قربانی" خودش بجای کامپیوترشما دراثررعد وبرق میسوزد ولی دراثرانرژی عظیم ناشی ازضربه مستقیم رعد وبرق احتمال زیادی وجود دارد که حتی با وجود محافظ ، دستگاه شما آسیب ببیند.

احتمال برخورد مستقیم رعد وبرق بسیارکم است ولی پدیده دیگری ناشی ازرعد وبرق میتواند ریسک آسیب دیدن کامپیوتررا افزایش دهد. اگررعد وبرق در نزدیکی کامپیوتر شما (به فاصله چندین مایل) رخ دهد دراثرایجاد مقادیرهنگفتی ازالکتریسیته میتواند جریان برق را در مواد فلزی القا کند. هرسیمی که ازبیرون بیاید و به کامپیوتر شما وصل شود میتواند مجرایی برای بروز یک انرژی مخرب گردد که البته شامل کابل برق کامپیوتر وهمچنین سیم تلفن میباشد. احتمالاً درسال آینده منزل شما مورد اصابت مستقیم رعد وبرق قرار نخواهد گرفت ولی دراکثر تقاط جهان تقریباً قطعی است که رعد وبرق درفاصله یک یا دومایلی ازیک محل فرضی اتفاق خواهد افتاد.

افت ولتاژ لحظه ای :

یک کاهش ولتاژ لحظه ای که به آن sag نیزگفته میشود عبارت ازنقصان سطح ولتاژدرخط نیرومیباشد. وقتی که sag رخ میدهد ولتاژ ازسطح معمول خود به مقدارکمتری میرسد ومجدداً به مقدارقبلی برمیگردد. میتوان گفت که این عمل دقیقاً عکس بروز افزایش ولتاژ لحظه ای(surge) میباشد. قابل انتظاراست که اکثرمنابع تغذیه قادربه تحمل کاهش ولتاژباشند. توانایی منبع تغذیه دراین خصوص بستگی به میزان محدوده مجازولتاژورودی آن دارد. برای مثال یک منبع تغذیه ممکن است برای ولتاژ ورودی 230 ولت متناوب طراحی شده باشد ولی هرولتاژی درمحدوده 190 تا 260 ولت را تحمل کند.

در اینحالت هرکاهش ولتاژی پایینتراز190 ولت برای بیش ازکثری ازثانیه احتمالاً موجب خاموش شدن ویا اختلال درعملکرد منبع تغذیه خواهد شد.

پدیده افت ولتاژ لحظه ای بشدت فراگیرمیباشد وممکن است به مشکلاتی ختم شود که شما به هیچ وجه نمیتوانید منبع تغذیه را مقصر قلمداد کنید. ممکن است بعضی اوقات این کاهش را باسوسو زدن یا کم نورشدن لامپها ببینید. این پدیده معمولاً زمانهایی که بارزیادی ازشبکه گرفته میشود مانند غروب یک روزداغ تابستانی ویا درخلال بروزطوفان که شبکه محلی برق تحت تاثیرخرابیهای مکانیکی درمناطق مجاورقرارمیگیرد. باگسترش تقاضای انرژی الکتریکی ومالیاتی که به آن تعلق میگیرد شیوع این پدیده درحال افزایش میباشد. افت ولتاژ لحظه ای میتواند باعث تخریب سیستمهای کامپیوتری شود، دربسیاری حالات این کاهشها تاثیری بدتر ازرفتن برق دارند زیرا اگربرق برود، کامپیوتر کاملاً خاموش میشود ولی با افت ولتاژ لحظه ای به کار خود ادامه میدهد ولی باسطح انرژی کمتر وبه همین دلیل بعضی از وسایل و تجهیزات درست کار نمیکنند به جای اینکه کاملاً خاموش شوند.

رفتن برق (خاموشی) :

زمانی است که انرژی الکتریکی ورودی کاملاً قطع شود. تاثیری که این پدیده برروی سیستم شما میگذارد تاحدود زیادی بستگی به زمان قطع برق دارد. اگرزمانی که برق میرود سیستم شما بیکارباشد، به احتمال زیاد وقتی که برق می آید اتفاق خاصی برای آن نمی افتد ولی اگراین اتفاق زمانی بیفتد که شما مشغول رفع مشکلی درهارد کامپیوترهستید یامثلاً فایلی را ذخیره مینمایید به احتمال زیاد بامشکل مواجه خواهید شد بعلاوه پدیده رفتن برق معمولاً بصورت درست وتمیزاتفاق نمی افتد بلکه چه درزمان رفتن وچه آمدن با ضربات شدید واختلالات شبکه همراه خواهد بود. اکثر سیستمها رفتن و آمدن برق را بدون مشکل خاصی تحمل خواهند کرد ولی امکان بالقوه برای خرابیهای زیاد همواره وجود خواهد داشت والبته شما تمام کارهایی را که درحافظه کامپیوتر است و هنوز آنرا ذخیره نکرده اید ازدست خواهید داد.

حفاظت درمقابل مشکلات برق شهر:

شما میتوانید سطوح مختلفی ازحفاظت را درمقابل مشکلات برق برای سیستم کامپیوترخود جهت جلوگیری ازتخریب ویا ازدست دادن اطلاعات بکارگیرید. اصلاً جای تعجب نیست که هرچه بیشتر بپردازید، سطح حفاظتی بیشتری رابدست خواهید آورد (محدوده قیمت بین نزدیک صفرتا چندین میلیون ریال وحتی بیشترمیباشد)

این بخش نگاهی دارد به تعاریف قراردادی ومفاهیمی که دررابطه با حفاظت درمقابل برق شهربکاربرده میشوند. بعلاوه استفاده از یک انرژی پشتیبان مانند سیستم تامین انرژی بدون وقفه (UPS) شما را قادرمیسازد که بربیشترمشکلات ناشی ازبرق شهرفائق آیید وهمچنین محافظت دربرابرقطع کلی برق رابدست آورید. (UPS ها نیز دراین بخش مورد بحث قرارمیگیرند)

نکته: مهمترین شکل حفاظت درمقابل مشکلات برق ورودی که اکثر مردم آن را نادیده میگیرند کشیدن پلاک کامپیوترازدوشاخه برق شهردرهنگام بروزمشکلات برق است. این بهترین نوع حفاظت است که هنوزعده کمی ازمردم درمورد آن فکرمیکنند.

بدون حفاظت:

برخی ازمردم بطورکلی هیچ سیستم حفاظتی را بکارنمیگیرند. اگر پول، نگرانی عمده شماست ویا اگرانرژی ورودی شما از نوع عالی و بابهترین کیفیت است ممکن است شما ترجیح دهید که هیچ نوع سیستم حفاظتی را درمقابل مشکلات برق بکار نبرید. (احساس خوبی دارید؟... اشتباه میکنید) عدم استفاده ازسیستمهای حفاظتی اصلاً توصیه نمیشود.

اخطار: همواره یک کابل سه شاخه مناسب با اتصال زمین را برای وصل کردن کامپیوتر خود به برق شهر بکارببرید، اگرنیازبه کابل اضافه دارید نوع مناسب آنرا استفاده کنید. تلاش برای صرفه جویی درسیم اضافه، با قطع کردن پین اتصال زمین ازکابل کامپیوتر، خطرناک میباشد. درحالیکه عدم بکارگیری سیستم حفاظتی کاری غیرهوشمندانه است، عمداً دنبال دردسر گشتن احمقانه میباشد.

محدود کننده ولتاژهای اضافی گذرا و ایستگاههای قدرت:

تنها عده قلیلی از مردم تمایل به استفاده ازکامپیوترهایشان بدون بکارگیری سیستم حفاظتی دارند. ارزانترین واساسی ترین شکل حفاظت، یک محدود کننده ولتاژهای اضافی وگذرا میباشد. این وسایل به شکل یک جعبه پلاستیکی هستند با خروجی که از طریق آن کامپیوتر، مانیتورو وسایل دیگربا یک کابل به دوشاخه برق شهروصل میشوند. آنها گاهی به نامهای "نوارقدرت" یا "میله قدرت" نیز نامیده میشوند. این محافظها به لحاظ کیفیت از خیلی خوب تا تقریباً بدون استفاده طبقه بندی میشوند وسطح حفاظتی آنها تقریباً متناسب با قیمت میباشد. محدود کننده های ارزان، حفاظت زیادی را ایجاد نمیکنند هرچند که بهترازهیچ میباشند ولی هرگزخود را با فکر اینکه یک محدود کننده 5000 تومانی بتواند کامپیوتر شما را تاحد زیادی ازمشکلات برق شهرمحافظت کند گول نزنید.

محدود کننده ولتاژهای اضافی معمولاً به دو طریق مشکلات برق شهرراکاهش میدهد. اول، آنها از مولفه های جاذب قدرت برای گرفتن شوک ناشی ازلبه های تیزوولتاژهای اضافی گذرا استفاده میکنند واجازه نمیدهند که آنها ازکامپیوترشما عبورکنند. وسیله ای که برای این منظور استفاده میشود metal-oxide varistor یا MOV نامیده میشود.

توضیح: varistor یک نیمه هادی با دو ترمینال است که مقاومت آن با افزایش ولتاژ بصورت غیر خطی کاهش می یابد.

این وسایل به این منظور طراحی شده اند که هرولتاژی بالاتراز یک سطح ولتاژ تعیین شده رابجای اینکه از دستگاه عبوردهند به زمین تغییرمسیرمیدهند واین همان چیزی است که باعث حفاظت ازسیستم شما میشود ولی باید دقت نمود که این وسیله فقط دریک نقطه ولتاژی تعیین شده کارمیکند ویک محدوده ولتاژرا پوشش نمیدهد.MOV احتمالاً نمیتواند ضایعات برقی ناشی ازرعد وبرق راپوشش دهد.

دوم، آنها معمولاً شامل اجزایی برای یکنواخت سازی وکاهش پارازیت های خط انتقال نیرو میباشند اگر چه این اجزاازنوع بسیارعالی نیستند.

موارد متعددی است که شما هنگام خرید یک محدود کننده ولتاژ باید درنظر داشته باشید.

به یاد داشته باشید که رند های بازاردرصنعت محافظ های الکتریکی مانند صنایع دیگر حاضرند و اگر شما جایی یک محدود کننده ولتاژ رادیدید که ادعا میکرد کاملترین حفاظت را از تجهیز شما فراهم میکند ولی قیمت آن به اندازه قیمت یک همبرگر است! باید هوشیار باشید. در اینجا برخی مشخصات ومعیارهای کیفی ذکر میشود:

جذب انرژی: محدود کننده های ولتاژ معمولاً بر اساس میزان انرژی که میتوانند جذب کنند(برحسب ژول) طبقه بندی میشوند.هرچه میزان این جذب انرژی (بافرض اینکه ادعای کمپانی سازنده قابل قبول باشد) بیشترباشد محدود کننده بهتری خواهیم داشت، معمولاً 200 ژول یک محافظ پایه است، 400 ژول یک محافظ خوب و600 یا بالاتریک محافظ عالی میباشد.

استانداردهای UL در مورد ولتاژ عبوری:UL پیشرو ترین آزمایشگاه تعیین استاندارد درآمریکا میباشد واستاندارد شماره 1449 را درمورد محدود کننده های ولتاژمنتشر کرده است. این استاندارد محدود کننده ها را بامقدارولتاژی که اجازه عبورازآنها را دارد طبقه بندی کرده است. یرای آزمایش محدود کننده، آن را درمعرض یک جریان 500 آمپرویک فشار6000 ولت قرار میدهند وخروجی آن را اندازه گیری میکنند تا ببینند چه میزان ولتاژاز محدود کننده وارد دستگاه میشود. برای حفاظت دستگاه 3 سطح مختلف تعیین شده است. 420 ولت، 500 ولت و 660 ولت. واضح است که هر چه این عدد کمتر باشد بهتر است. توجه داشته باشید که حتی 660 ولت سه برابرولتاژ نامی یک کامپیوترخانگی درایران میباشد.

نشانگر حفاظت : MOV ها(نیمه هادی های اکسیدفلزی) عمردائمی ندارند واگردفعات زیادی درمعرض ولتاژهای اضافه قرار گیرند

(یا یکبار در معرض ولتاژی بسیاربزرگ) از بین میروند. اگراین اتفاق بیفتد، محدودکننده ولتاژ شما دیگر نمیتواند دستگاهتان را درمقابل مشکلات ولتاژحفاظت کند. ولی شما چگونه میفهمید که این اتفاق افتاده است؟ درمحدود کننده های قدیمی (وهم اکنون نیز در دستگاههای ارزان قیمت) نمیتوان متوجه شد که این اتفاق چه زمانی افتاده است اگرچه دردستگاههای خوب کنونی یک نشانگر بصورت لامپLED تعبیه شده است که نشان میدهد MOV کار میکند یا خیر. این ،یک ویژگی مهم است که درهنگام خرید میتوان جستجو کرد.

اصلاح شرایط خط: محدود کننده ها معمولاً دارای قابلیتی برای رفع عیوب خط انتقال نیرو میباشند. وقتی که شما یک محدود کننده خریداری میکنید، مشخصات فنی آن را بدقت بخوانید. تمام محدود کننده ها نمیتوانند شرایط خط را اصلاح کنند. بهترین محدود کننده ولتاژ، 420 ولت با حداقل 400 ژول انرژی برای خروجی تا 3000 وات میباشد.

کلید قطع و وصل: برخی محدود کننده ها یک کلید دستی قطع و وصل دارند درحالیکه بعضی دیگر ندارند. به این مفهوم که مداربعضی از آنها با یک کلید وصل میشود ولی بعضی دیگرتا زمانی که دستگاه به برق وصل است، روشن میباشند. این یک ویژگی سودمند است، بطورمثال شما میتوانید یک شارژرباتری را برای یک لپ تاپ ویا یک ساعت الکتریکی استفاده کنید درحالیکه سایر مولفه ها را با کلید خاموش کرده اید.

قطع کننده مدار یا فیوز: بسیاری ازمحدودکننده ها فیوزویاوسیله دیگری برای تجدید Reset)) مدارشان دارند که اگر یک اتصال کوتاه ویا اختلال شدیدی درمداراتفاق افتاد که باعث کشیدن جریان بیش از حد گردید، میسوزند یا Reset میشوند.

محدود کننده هایی که Reset میشوند بهترند. زیرا فیوزبا یک بارسوختن باید تعویض شود.

گارانتی حفاظت: برخی کمپانی ها برای محدود کننده هایشان گارانتی درنظر میگیرند به این معنا که اگرتجهیزی که از طریق محدود کننده های آنها به برق وصل است آسیب ببیند، برای تعمیرویاتعویض آن به شما پول پرداخت خواهند کرد.

قبل ازاینکه روی این گارانتی ها حساب کنید شرایط ومفاد آنرا بدقت مطالعه کنید.

اخطار: بخاطر داشته باشید که همیشه فرآیند صحیح خاموش کردن کامپیوتر خود را قبل ازاینکه به یکباره با فشردن دگمه power دستگاهتان را خاموش کنید، انجام دهید زیرا اگردرهنگام کاربا سیستم عامل(windows) ناگهان دگمه power رافشاردهید ریسک ازدست دادن اطلاعات یا خراب شدن فایل را افزایش خواهید داد.

توجه: بعضی محدود کننده ها لامپی دارند که نشان دهنده روشن بودن آن است. این لامپ فقط نشانگر اینست که جریان ازآن عبور میکند واصلاً ارتباطی به سطح حفاظت آن ندارد ولی حداقل به شما میگوید که این محدود کننده به برق وصل است وکارمیکند. این نباید با نشانگرحفاظت که دربالا توضیح داده شد اشتباه شود.

از انواع گوناگون محدود کننده ها، ایستگاه قدرت که به آن اداره کننده قدرت نیزگفته اند میباشد و آن مجموعه ایست که امکان گرفتن چند خروجی را برای تجهیز شما فراهم میکند ودگمه هایی دارد که به شما اجازه میدهد به آسانی تجهیزات مختلف را روشن یا خاموش نمایید. آنها معمولاً بگونه ای طراحی شده اند که زیرمانیتورقرارمیگیرند. بعضی ازاین ایستگاهها شامل تمام کارآیی هایی که ممکن است یک محدود کننده داشته باشد میباشند. تعدادی دیگرفقط یک کلید خاموش و روشن دارند و تقریباً کاری برای حفاظت ازدستگاه شما انجام نمیدهند. ( ازچیزی که میخرید مطمئن باشید)

اخطار:من اطلاعاتی دریافت داشته ام که در مورد امکان سوختن تجهیزات و یا حتی ریسک ایمنی به عنوان نتیجه ای از اتصال محدودکننده ها به خروجی UPS هشدار میداد.

شما هرگزنباید این کاررابکنید تا مبادا یک شرایط مخاطره آمیزبوجود آید.

اجزاء اصلی مدارهای الکتریکی:

چند قطعه اصلی وجود دارند که عموماً درتمام مدارهای الکتریکی کامپیوتر واجزاء جانبی آن یافت می شوند. این قطعات ساختار اصلی مدارهای الکتریکی والکترونیکی را تشکیل می دهند وبه تعداد زیاد در برد اصلی کامپیوتر، مدارهای هارد دیسک ، کارتهای گرافیک وهرکجا که تصورش را بکنید وجود دارند. آنها می توانند با یکدیگر ویا با دهها قطعه دیگربه روشهای مختلف که شرح آنها دراین مقوله نمی گنجد ترکیب شده ومورد استفاده قرار گیرند. شاید بسیارمفید باشد که شمه ای در مورد طرز کارهر یک ازاین اجزاء بدانیم واین سعی شده است که حداقل اساس کارآنها بازگو گردد.

باتری:

یک منبع جریان مستقیم با ولتاژ معین .