ادامه کار با رایانه به هنگام قطع برق مطمئناً برای شما اتفاق افتاده اسن که در حال کار با رایانه هستید واحتمالاً در حال طراحی و یا برنامه نویسی و از این قبیل هستید که ناگهان برق قطع شده و تمامی زحمات چند ساعته شما بدون این که بر روی دیسک ذخیره شوند از بین رفته اند .
در این حالت احتمالاً عصبانی شدهاید ولی چاره ای نداشته و بعد از وصل مجدد برق شهر تمامی کار های خود را از سر گرفته اید .
قطع برق شهر یک اتفاق عادی است که در پیشرفته ترین کشورهای دنیا نیز گرچه به ندرت ولی اتفاق می افتد اما همیشه قطع برق به انجام مجدد کارها به مدت یکی دو ساعت ختم نمی شود و ممکن است خسارات زیادی را در بر داشته باشد به عنوان مثال یک بانک اگر مدتی بدون برق باشد در سیستم ان اختلال وارد می شود و یا ایک سرویس دهنده اینترنت و یا یک سرور اگر مدتی بدون برق باشند به مرور مخاطبان خود را از دست خواهد داد در این جاست که UPS به کمک می شتابد.
مشکلات برق شهر
یکی از مشکلات برق شهر نوسانات شدید لحظه ای است .
این رخداد که دلایل گوناگونی از جمله صاعقه و القای کابل های ارتباطی دارد موجب صدمات جدی به وسایل الکتریکی می شود چه بسا زمانی که دستگاهی از جمله رایانه خاموش بوده و به دلیل این که دوشاخه آن به پریز متصل بوده صدمه دیده است .
به همین دلیل توصیه می شود در زمانی که دستگاه ها خاموش هستند آنها را از پریز برق جدا کنید .
از دیگر مسائل موجود نویز الکتریکی است که ممکن است موجب قفل شدن ( hang ) رایانه و در نتیجه از دست رفتن اطلاعات شود .
افت لحظه ای ولتاژ که در اثر روشن شدن یک وسیله الکتریکی قوی به وجود می آید نیز می تواند موجب راه اندازی مجدد رایانه شده که از بین رفتن اطلاعات را در بر خواهد داشت .
توجه داشته باشید که کوچکترین نوسانات برق که جتی ممکن است نا محسوس باشد می تواند برای CPU مضر بوده و موجب سوختن و یا نیم سوز شدن ترانزیستورهای موجود در آن شود .
به همین دلیل است که پس از مدت ها کار با رایانه مثلاً پس از یک سال متوجه می شوید که رایانه شما نسبت به روزهای نخست خود کند تر شده و بیشتر قفل می کند .
برای جلوگیری از صدمات ناشی از اختلالات برق شهر مطمئناً به شما خرید یک UPS توصیه نمی شود بلکه یک محافظ تقویت کننده برق حدوداً 700 وات برای یک ریانه و دستگاه های جانبی ان کافی به نظر می رسد .
اما UPS علاوه بر خاصیت های شوک گیری،تقویت و تنظیم برق شهر خصوصیات منحصر به فرد دیگری دارد که گاهی آن را برای رایانه های موجود در موسسات ضروری می کند .
وظیفه UPS
UPS های کوچک معمولاً درون خود، یک باتری دارند که هنگام وجود برق در حالت عادی آن را شارژ می کنند .
هنگام قطع برق یا افت ولتاژ زمانی که ولتاژ از یک مقدار کمتر شود UPS بهع طور اتوماتیک منبع تغذیه رایانه را از برق شهر به باتری موجود درون خود تغییر می دهد این کار طی مدت زمانی حدود یک یا 2 میلی ثانیه انجام می پذیرد و در نتیجه رایانه متوجه قطع جریان الکتریکی نشده و به کار خود ادامه می دهد .
UPS های متفاوت با طول مدت پشیبانی متفاوتی وجود دارد که بنا به نیاز و کاربد نوع مورد نظر استفاده می شود برخی UPS ها تنها برای مدت کوتاهی مثلاً 5 دقیقه به رایانه برق رسانی می کنند .
این فرصت خوبی برای ثبت و ذخیره کارهای انجام شده است .
برخی دیگر نیز تا 45 دقیقه دوام تغذیه دارند و این امکان را به کاربران می دهند که طی این مدت کار خودرا تکمیل و به پایان برسانند .
برای ادارات و موسسات بزرگ تر و مهمتر نیز UPS هایی طراحی شده است که مدت زمان بسیاری رایانه های موجود را د رهنگام قطع برق از بابت تغذیه پشتیبانی می کنند .
خوب است بدانید که برای کار های بزرگ UPS دارای باتری درون ساخته نبوده و تنها حکم یک شارژ کننده و سؤییچ کننده را دارند .
برای این UPS ها باتری های بیرونی در نظر گرفته شده که بنا به نوع نیاز و به تعداد معین به UPS متصل می شوند .
می دانید که هنوز منبعی برای ذخیره جریان متفاوت ساخته نشده است باتری متصل به UPS نیز جریان مستقیم با DC دارند اما اکثر لوازم خانگی از جمله رایانه با برق متناوب شهر کار می کنند .
بنابراین UPS یک مبدل نیز دارد که جریان DC را به AC تبدیل می کند این ها تنها وظایف UPS نیستند .
UPS قابلیت کنترل جریان و ولتاژ و تنظیم و تقویت انها را نیز دارد .
در یک کلام می توان گفت UPS به رایانه می گوید که نگران هیچ چیز از جانب برق شهر و اختلالات ومشکلات آن نباش من تمامی کار ها راانجام داده و یک جریان تصفیه شده سالم به شما تحویل می دهم .
با این توضیحات شاید تصمیم بگیرید که یک UPS تهیه کنید فکر خوبی است .
دلیل استفاده از UPS
قطع ناگهانی برق باعث اختلال در اکثر فعالیتهای تجاری , صنعتی , پزشکی و...
شده ودر برخی موارد امکان ادامهء آن را کاملا” ازبین می برد.
بسیاری از دستگاههای الکتریکی (برای مثال سیستمهای کامپیوتری) نسبت به نارسائیهایی مانند افت لحظه ای ولتاژ ، افت طولانی ولتاژ ، قطع برق ، ولتاژهای لحظه ایی بالا، نویز و تاثیرات فرکانس رادیویی و تغییرات فرکانس در منبع تغذیه خود حساس هستند.
به اینگونه بارها اغلب بارها ی حساس گفته میشود زیرا عملکرد مداوم آنها برای یک سازمان حائز اهمیت است.
UPS کامل:
مجموعه شامل یکی از هر واحد کاری زیر می باشد:
اینورتر , یکسو ساز و باتری یا سایر منابع انرژی که ممکن است با واحدهای دیگر به شکل یک مجموعهء موازی یا کمک – جایگزین عمل نماید.
UPS چیست ؟
Uninterruptible Power Supplies
منبع تغذیه بدون وقفه
منبع تغذیه بدون وقفه دستگاهی متنشکل از قطعات حالت جامد که بین منبع برق ورودی و بار وصل شده و از بروز اختلالات برق ورودی از جمله قطع کامل آن جلوگیری می کند.
منبع تغذیه بدون وقفه دستگاهی متنشکل از قطعات حالت جامد که بین منبع برق ورودی و بار وصل شده و از بروز اختلالات برق ورودی از جمله قطع کامل آن جلوگیری می کند.
در واقع ترکیبی از مبدلها , کلیدها و ذخیره کننده انرژی (باتری) است که سیستم قدرتی را برای حفظ و نگهداری پیوستگی توان بار در حاتی که نقصی در توان ورودی پیش آید , تشکیل می دهد.
OFF-LINE UPS با موج مربعی (شبه سینوسی - سینوسی) این سری دستگاهها تا زمانیکه برق شهر برقرار باشد بارمصرفی را از برق شبکه اصلی (تغذیه ) AC به DC میکنند و در همین زمان اینورتر یا مبدل خاموش میباشد وزمانی که برق شبکه قطع شود جهت جایگزین نمودن و تامین برق مصرفی بالا ، توسط سوئیچ، برق مصرفی ازاینورتر تامین خواهد شد.
در حقیقت این سری دستگاهها دارای زمان سوئیچ 4تا 8میلی ثانیه میباشد.که بستگی به بار مصرفی و رله سوئیچ دارد.
و جهت فیلتر کردن اغتشاشات از AVR البته در این مدل جهت تثبیت ولتاژ برق شهری از ایزولاتورها یا فیلترها ی ویژه استفاده میشود.
UPS Lineinteractive (شبه سینوسی یا سینوسی کامل) این سری UPS ها،اصلاح شدهء سری OFFLINE میباشند ودر حالت عادی برق مصرفی را از طریق یک فیلتر الکترونیکی ورودی ویک اتو ترانس در خروجی تامین میکند.
از آنجا که منابع تغذیه کامپیوترها و همچنین بسیاری از دستگاهها ،تغییرات بالاتر از 15% را نمیتوانند تحمل کنند.این دستگاهها در چنین حالتی به کمک اتو ترانس روی سطح ولتاژ مورد نیاز بالاتر یا پایین تر جهت جبران ولتاژ سوئیچ می کنند.
(BOOST&BUCK) یعنی اگر ولتاژ خیلی کم شود ترانس به مدBOOST سوئیچ میکند ولی اگر ولتاژخیلی زیاد شود به مدBUCK سوئیچ میکند.
ON-LINE (موج سینوسی کامل) جدیدترین تکنولوژی در این سری دستگاهها Double Conversion می باشداین سری بصورتی طراحی شده است که برق شبکه شهری را بصورت DC به AC مستقیم به بار مصرفی هدایت نمی کند ، بلکه ابتدا برق شهر راازحالت AC به DC (یکسوساز) تبدیل می کند و سپس ورودی یکسو شده را به 220ولت(برق شهر) تبدیل میکند.
با این عملکرد در حقیقت هچگونه اغتشاش موجود در شبکهء شهری به سمت بار منتقل نمی گردد.
هنگام قطع برق توسط اینورتر برق مصرفی از باتریها تامین مشود.
و مدت زمان سوئیچ در این سری دستگاهها صفر ثانیه میباشد.
موارد استفادهء این دستگاه در جائی است که اختلال برق شبکهء سراسری بیش از حد کنترل، جهت فیلتر نمودن ویا زمان سوئیچ برای بار مصرفی حساسیت ایجاد مینماید .
مقایسهء انواع سیستمها OFF-LINE معایب: -اشکالات برق شهر به خروجی منتقل میشود.
- بین ورودی وخروجی ایزولاسیون وجود ندارد.
- بالا بودن زمان انتقال سوئیچینگ - در این سیستم در هنگام اتصال دستگاه به منبع تغذیه سوئیچینگ کامپیوتر به علت بالا بودن CREST FACTOR وجود دارد.
واین به خاطرغیرخطی بودن بارهای مانند منبع تغذیه سوئیچینگ میباشد.
محاسن: -قیمت پایین از محاسن این دستگاهها میباشد.
LINE-INTERACTIVE معایب: زمان سوئیچینگ چند میلی ثانیه است ( این زمان به صفر کاهش نیافته است) اختلالات فرکانسی فقط در حالت استفاده از باتری حذ ف میگردند.
محاسن: -قیمت آنها نسبت به دستگاههایOFF-LINE گرانتر میباشد.
- با توجه به اینکه در شرایط یکسان در این مدل تعداد دفعات استفاده از باتری کمتر از مدل قبل میباشد عمر مفید باتری افزایش می یابد.
ONLINE محاسن: تثبیت ولتاژ و فرکانس در خروجی حفاظت دائمی از ولتاژبه علت عملکرد دائمی.
زمان سوئیچ صفر ثانیه که درمورد بارهای حساس در شبکه های ارتباطی بسیارمثبت می باشد.
- ضریب اطمینان بالا در تغذیه بارهای شبکه.
معایب: قیمت به علت پیچیدگی و بالا بودن تکنولوژی گرانتر از دو سری قبل میباشد.
UPS ساختارهای مختلف سیستمهای موازی این سیستم شامل دو UPS یا بیشتر استکه به صورت موازی انرژی الکتریکی یک گروه بار را تامین می کند و عموماً جهت سیستمهای ON-LINE که محدوده توان متوسط یا بالایی دارند , استفاده می شود.
دو دلیل عمده جهت بهره گیری از این سیستم وجود دارد : توان وظرفیت موثر بالا رود تا سیستم توانایی تامین بارهای توان بالا را داشته باشد .
سیستمهای موازی را میتوان در یکی از دو گروه CAPACITY یا REDUNDANCY طبقه بندی کرد.
سیستم Capacity یک سیستم موازی با استفاده ازتعداد مشخصی UPSبا توانهای یکسان راه اندازی می شود.
برای نمونه سه دستگاه 80 کیلوولت آمپر ممکن است برای تغذیه 200 کیلو ولت آمپر به کار رود.
در شرایط معمولی هر دستگاه حداکثر 67 کیلو ولت آمپر را تامین میکند اما اگر به هر دلیلی یکی از دستگاهها دچار مشکل شود دو دستگاه دیگر باید هر کدام 100 کیلو ولت آمپر را تا مین نمایید بنا براین قطعا“ اضافه بار به وجود میآید در این زمان باربلا فاصله با عملکرد همزمان سوئیچ استاتیک در هر دستگاه به مسیرBYPASS منتقل می شود اگر دستگاهی که دچار ایراد شده است نتواند سوئیچ استاتیک مسیر خود را به راه اندازد، سیستم قادر است به وسیلهء سوئیچ سایر دستگاهها تمام جریان را تامین میکند.
Redundancy سیستم در یک سیستم موازی Redundant تعداد UPS های تشکیل دهنده سیستم حداقل یک دستگاه بیشتر از ظرفیت مورد نیاز اصلی سیستم میباشد.بنابراین اگر یکی از دستگاهها دچار مشکل شود همچنان انرژی باررا توسط انرژی اینورتر تامین ودر نتیجه ضریب اطمینان سیستم افزایش می یابد.
در مثال هر چهار سیستم موجود به روش Redundant عمل کرده و ا گر یکی از سیستمها دچار مشکل شود بارهمچنان از انرژی تولید شده توسط اینورتر استفاده میکند وتنها پس ازخراب شدن دستگاه دوم بطور خودکار به مسیر Bypass منتقل میشود ودر صورت نیاز به منبع انرژی مطمئن تر تعداد دستگاهها ی سیستم Redundant تا دو برابر قابل افزایش است از این رو به این سیستم N+1 یا N+2 گفته میشود که N نشان دهندهء حداقل دستگاههای مورد نیاز برای تغذیه و بار است اعداد 1یا 2 وغیره تعداد سیستمهای رزرو را مشخص می کنند.
UPSتکی با یکسو ساز مشترک (برای اینورتر وباتری): اینورترهمیشه توان باررا تامین نموده وتوان خود راازورودی AC ازطریق یکسوساز یا باتری بدست می آورد یکسوسازها باید بگونه ای کنترل شوند که نتوانند دوباره باتری را شارژ نموده و آن را در شرایط شارژ شده حفظ و نگهداری نمایند.در صورت بروزنقص در توان ورودی، باتری تا زمان کاهش ولتاژ آن، ولتاژ خروجی اینورتر را در محدودهء مجاز نگه داشته و توان بار را تامین مینماید.
نوع و ظرفیت باتری، مدت زمانی را که سیستم میتواند بدون تغذیهء ورودی کار کند معین می کند.
فرکانس، تعداد فازها و سطوح ولتاژ ورودی و خروجی ممکن است متفاوت باشد.
UPS-1تکی با شارژکنندهء مجزا برای باتری یکسو ساز جهت تامین توان ورودی اینورتر،ممکن است با شارژر باتری سازگار نباشد .
به همین دلیل UPS ممکن است ، با شارژ کنندهءمجزا برای باتری طراحی شود.
UPS-2 تکی با خروجی های AC و :DC در برخی کاربردها ،که به منبع DCهم نیاز است از این ترکیب استفاده می شود.
UPS-3 تکی با بای پس : بااضافه نمودن یک مسیر Bypass،پیوستگی توان باررا میتوان، با فعال نمودن مسیر Bypass توسط یک کلید انتقال در حالات زیربهبود بخشید: الف-خرابی UPS ب-حالتهای گذرای جریان (جریانهای هجومی یا خطا) پ-اضافه بار برخی از محدودیتها که با اضافه نمودن مسیر Bypass به وجود میآیند عبارتند از: ولتاژهای ورودی وخروجی معمولا“ بایستی یکسان باشند واگر سطوح ولتاژ متفاوت باشند ، وجود ترانسفورماتور Bypass ضروری است .
برای بعضی از بارها، همفازیUPS با ورودی AC بای پس شده جهت ، حفظ ونگهداری پیوستگی توان بار ضروری است.
-3-1با اثر متقابل روی خط: دراین UPS بار از طریق مسیرBypass توسط ورودی AC تغذیه میشود .
و به محض اینکه خرابی در ولتاژ ورودی روی دهد، اینورتر و باتری پیوستگی توان بار را تامین می کنند.
-4مجموعهء UPS موازی: 1-4- مجموعهء UPS موازی بدون :Bypass اگر از مجموعهUPS موازی یا مجموعهء UPS های پاره موازی استفاده میشود ،سیستم باید بصورت یک UPS رفتار نماید .
دو نمونهء مجاور از مجموعهء UPS موازی در نمودارهای زیر آمده است.
ترمینالهای ورودی میتوا نند به یکدیگر وصل شوند.
مجموعهءUPS آماده کمک: اگر در واحدهای عمل کنندهء UPS خرابی رخ دهد ،بلا فاصله UPS آمادهء جایگزینی وصل شده و تامین توان بار را بر عهده میگیرد و UPSخراب از مدار قطع میشود.
منبع تغذیه یکی از عناصر حیاتی درکامپیوتراست.
فعالیت سایر عناصر به عملکرد منبع تغذیه بستگی دارد.
منبع فوق تامین کننده جریان الکتریسیته مورد نیاز هر یک از عناصر سخت افزازی است .
بدون وجود منبع تغذیه ، کامپیوتر مشابه جعبه ای مملو از فلز و پلاستیک خواهد بود.
منبع تغذیه جریان ( AC ( Alternating Current را به جریان ( DC ( Direct Current تبدیل می کند.
در کامپیوترهای شخصی ، منبع تغذیه یک جعبه فلزی است که در گوشه Case قرار می گیرد.
در اغلب سیستم ها در صورتیکه در پشت سیستم قرار گرفته باشید ، می توان منبع تغذیه را مشاهده کرد.
شکل زیر یک منبع تغذیه را نشان می دهد.
شکل زیر نمای داخل یک منبع تغذیه را نشان می دهد.
منبع تغذیه را Switching power supplies نیز می گویند.
با استفاده از نکنولوژی سوئیچینگ می توان ورودی AC را به ولتاژهای پایین تر DC تبدیل کرد.
ولتاژهای 3/3 ، 5 و 12 ولتاژهای رایج می باشند.
ولتاژهای 3/3 و پنج ولت عمدتا" توسط مدارات دیجیتال استفاده شده و ولتاژ دوازده ولت برای حرکت موتورهائی نظیر درایو دیسک ها و یا خنک کننده ها استفاده می گردد.
شاخص اصلی یک منبع تغذیه " وات " است.
وات معادل حاضلرب ولتاژ ( بر حسب ولت ) در جریان ( بر حسب آمپر ) است .
تکنولوژی سوئیچ کننده تا قبل از سال 1980 منبع تغذیه ها سنگین و در انها از ترانزیستور و خازن های بزرگ و سنگین استفاده می گردید.
این نوع از منبع تغذیه ها ولتاژ ورودی 120 ولت و 60 هرتز را به جریان DC با 12 و 5 ولت تبدیل می کردند.
امروزه از تکنولوژی سوئیچ کننده ها استفاده می گردد.
بکمک تکنولوژی فوق ، جریان با فرکانس 60 هرتز ( هرتز معادل تعداد سیکل در ثانیه است) به یک جریان با فرکانس بالاتر تبدیل می گردد.
با استفاده از تبدیل فوق این امکان بوجود خواهد آمد که یک ترانسفورمر کوچک قادر به کاهش ولتاژ ورودی از 220 ( برخی کشورها 110 ) ولت به ولتاژ مورد نیار در یک عنصر خاص در کامپیوتر باشد.
در شکل زیر سه ترانسفورماتور کوچک ( زرد رنگ ) در قسمت وسط ، دو خازن سیلندری در سمت چپ نشان داده شده است .
ولتاژ و جریانی را که یک منبع تغذیه ارائه می نماید معمولا" بصورت یک " برچسب" برروی آن چسبانده می شود.
استاندارد منبع تغذیه ها تاکنون شش استاندارد متفاوت برای منبع تغذیه های استفاده شده در کامپیوتر مطرح شده است .
اخیرا" استاندارد ATX مطرح شده است .ATX یک استاندارد صنعتی است که مشخص می کند منبع تغذیه دارای خصایص فیزیکی بمنظور مطابقت و استفاده در یک Case استاندارد ATX و همچنین دارای خصایص الکتریکی لازم برای کار و استفاده توسط یک برد اصلی ATX است .
کابل های منبع تغذیه ها استاندارد بوده و بگونه ای طراحی می گردنند که احتمال نصب اشتباه آنان کاهش یابد.
اغلب تولیدکنندگان نیز از کا نکتورهای مشابه برای محصولات تولیدی خود نظیر دیسک درایوها ، خنک کننده ها ( تامین 12 ولت ) استفاده می نمایند.
استفاده از منبع تغذیه برای انتخاب نوع منبع تغذیه ( مهمترین شاخص میزان وات است ) می بایست مشخص گردد که بر روی سیستم چه امکانات سخت افزاری نصب می گردد.
با توجه به عناصر سخت افزاری نصب شده و میزان مصرف هر یک می توان به عدد واقعی ( وات منبع تغذیه ) دست پیدا کرد .
جدول زیر برخی از عناصر سخت افزاری را بهمراه میزان مصرف مربوطه نشان می دهد.
مشکلات منبع تغذیه منبع تغذیه بیشترین میزان خرابی ( نسبت به سایر عناصر ) در کامییوتر را دارد زمانیک کامپیوتر روشن می گردد، عملیات منبع تغذیه آغاز( گرم شدن ) و زمانیکه سیستم خاموش می گردد ، وظایف منبع تغذیه به اتمام می رسد ( خنک می گردد) با توجه به تکرار عملیات فوق و نوسانات برق همواره منبع تغذیه می تواند عامل اولیه برای بروز اشکال در سیستم باشد.
حساس بودن نسبت به بوی سوختگی و اطمینان از عملکرد صحیح خنک کننده منبع تغذیه ساده ترین روش برای پیشگیری از بروز اشکال در منبع تغذیه است .
تولیدکنندگان برد اصلی اخیرا" امکاناتی را ارائه داده اند که با استفاده از آنها می توان در هر لحظه عملکرد خنک کننده منبع تغذیه و یا پردازنده را مشاهده و در صورت عدول از استانداردهای موجود ( تعداد دور در دقیقه خنک کننده ) سریعا" به کاربر اعلام ( پیام های هشداردهنده صوتی ) تا در اسرع وقت اشکال بوجود آمده برطرف گردمنابع : http://www.kharazmi.org/hardware/ups_chist.html http://www.tsn.ir/jfa/content/view/56/34/ PC ItemWattsAccelerated Graphics Port (AGP) card20 to 30WPeripheral Component Interconnect (PCI) card5Wsmall computer system interface (SCSI) PCI card20 to 25Wfloppy disk drive5Wnetwork interface card4W50X CD-ROM drive10 to 25WRAM10W per 128M5200 RPM Intelligent Drive Electronics (IDE) hard disk drive5 to 11W7200 RPM IDE hard disk drive5 to 15WMotherboard (without CPU or RAM)20 to 30W550 MHz Pentium III30W733 MHz Pentium III23.5W300 MHz Celeron18W600 MHz Athlon45W