UPS – BỘ LƯU ĐIỆN

UPS (Uninterruptible Power Supply) là một thiết bị có thể cung cấp tạm thời điện năng nhằm duy trì sự hoạt động của thiết bị sử dụng điện lưới gặp sự cố (mất điện, sụt giảm điện áp quá thấp, sự cố khác...) trong một khoảng thời gian với công suất giới hạn theo khả năng của nó.

Ở Việt Nam, UPS thường quen được gọi là: cái lưu điện hay bộ lưu điện, cục lưu điện...

Các loại UPS thông dụng: bao gồm ba loại chính theo nguyên lý làm việc của chúng: UPS offline, UPS offline công nghệ Line interactive và UPS online.

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Rất nhiều người đã biết rằng bên trong UPS sẽ có các ắc quy để tích điện, có lẽ chỉ cần biết đến thế là biết được nguyên lý làm việc của chúng một cách sơ đẳng nhất: Chuyển điện từ ắc quy sang thành nguồn điện cung cấp cho các thiết bị.

Tích trữ năng lượng bằng ắc quy: Bên trong mỗi UPS đều có chứa ắc quy

Biến đổi thành dòng điện

Ở hình này thể hiện hai trạng thái làm việc của một UPS offline thông thường (không có công nghệ Line interactive):

Khi lưới điện ở trạng thái ổn định định thì nguồn tiêu thụ sử dụng điện trực tiếp của lưới điện. UPS lúc này chỉ sử dụng một bộ nạp (charger) để nạp điện một cách tự động cho ắc quy mà thôi.
Khi điện áp lưới điện không đảm bảo (quá cao, quá thấp) hoặc mất điện thì lúc này mạch điện chuyển sang dùng điện cung cấp ra từ ắc quy và bộ inverter.

Qua nguyên lý được phân tích như trên thì ta thấy rằng thời gian cung cấp điện cho thiết bị tiêu thụ vì thế mà bị gián đoạn. Sự gián đoạn này gây ra việc cung cấp nguồn điện không ổn định tại phía các thiết bị tiêu thụ: Một số máy tính bị tắt do nguồn máy tính (PSU) thuộc loại chất lượng thường hoặc công suất thấp, có khả năng tích điện tại tụ đầu nguồn đầu vào thấp so với nhu cầu công suất của các linh kiện trên máy tính, nên thời gian chuyển mạch của UPS đã gây dừng sự hoạt động của PSU.

Qua sơ đồ cho thấy: UPS offline không có công dụng ổn áp khi chúng sử dụng điện lưới bình thường - bởi đơn giản khi không có sự cố về lưới điện thì các thiết bị phía sau UPS đơn thuần được nối trực tiếp với lưới điện thông qua rơ le (phần bypass trong sơ đồ trên). Có vẻ như nhiều người cho rằng UPS luôn tích hợp sẵn công dụng ổn áp phải không? Đúng là nó có tính năng ổn áp, nhưng không phải loại UPS offline này - mà là loại UPS online mà bạn sẽ xem ở phần dưới

UPS offline với công nghệ Line interactive

Khắc phục nhược điểm của loại UPS offline thông thường là loại UPS offline công nghệ Line interactive. Do sự tích cực hơn trong nguyên lý hoạt động nên chúng lại có giá thành cao hơn so với loại UPS offline thông thường.

 UPS online

Ở đây, chúng ta thấy rằng viếc cấp điện cho thiết bị tiêu thụ là hoàn toàn liên tục khi có sự cố về lưới điện. Hãy thử phân tích sơ đồ dưới góc độ người sử dụng như sau:

Nguồn điện lưới lúc này không cung cấp điện trực tiếp cho các thiết bị, mà chúng được biến đổi thành dòng điện một chiều tương ứng với điện áp của ắc quy. Ở đây thể hiện sự cung cấp điện từ ắc quy và chính từ lưới điện đến bộ inverter để biến đổi thành điện áp đầu ra phù hợp với thiết bị sử dụng.

Như vậy trong bất kỳ sự cố nào về lưới điện thì UPS online cũng có thể cung cấp điện cho thiết bị sử dụng mà không có một thời gian trễ nào. Điều này làm cho thiết bị sử dụng rất an toàn và ổn định.

UPS online sẽ luôn ổn định điện áp đầu ra bởi cũng theo mạch thì điện áp đầu vào lúc này được biến đổi xuống mức điện áp ắc quy và chúng có công dụng như một ắc quy có dung lượng lớn vô cùng (nếu không bị sự cố lưới điện), mạch inverter[3] sẽ đóng vai trò một bộ ổn định điện áp. Vì vậy chỉ với các loại UPS online mới có công dụng ổn áp một cách triệt để.

CÁC TÍNH NĂNG KHÁC CỦA UPS

UPS có thể có một số tính năng phụ như sau:

Chống sét cho đường dây điện thoại hoạc đường internet:

Bạn có thể nhìn thấy hình minh hoạ đầu tiên của một chiếc UPS có tính năng này. Ở đây bạn nhìn thấy có hai cổng vào/ra để bảo vệ chống sét gây hư hại đến máy tính của bạn: Việc sử dụng đơn giản nhất là thay vì cắm đầu kết nối vào máy tính của bạn (từ ổ cắm trên tường trong các doanh nghiệp hoặc từ modem của bạn đến) thì bạn cắm vào UPS và đầu ra theo cổng phù hợp của UPS này bạn nối vào máy tính.

Tương tác với máy tính thông qua kết nối:

Đây là một tính năng cao cấp của các loại UPS cao cấp, không phải mọi loại UPS đều có tính năng này. Tính năng này cho phép sự tương tác giữa UPS với máy tính của bạn - mà trực tiếp là với hệ điều hành bạn đang sử dụng.

Mỗi UPS mỗi một UPS chỉ có thể cung cấp năng lượng trong một thời gian nhất định mà thôi, do đó sẽ có lúc mà UPS này sẽ hoàn toàn không thể cung cấp điện năng được nữa. Tất nhiên, cho dù chúng cung cấp khoảng thêm 5 phút, cho đến khoảng 20 phút nữa thì ắc quy của nó cũng sẽ hết điện.

Như vậy thì nếu bạn không để ý, khi UPS hết điện sẽ làm cho máy tính của bạn bị ngắt điện và có khả năng là bạn bị mất dữ liệu thành quả của bạn khi làm việc. Có thể rằng điều này sẽ không xảy ra khi mà bạn đang ngồi cạnh máy tính và UPS sẽ báo động bằng còi khi trạng thái lưới điện bị mất để bạn có thể ghi lại thành quả và tắt máy tính an toàn. Nhưng đúng là có những lúc bạn không có ở đó thì máy tính sẽ không tự động được shutdown an toàn.

Nếu như UPS được nói chuyện với máy tính thì lại khác: Hệ điều hành biết trước rằng UPS sắp sửa ngừng cung cấp điện cho nó và lúc này hệ điều hành sẽ tự ra lệnh shutdown máy tính một cách an toàn sau khi tự động ghi lại toàn bộ thành quả đang làm việc.

Thông báo trạng thái

Không phải loại UPS nào cũng có các hình thức thông báo trạng thái làm việc của chúng, tuy nhiên những loại UPS có chất lượng cao thì thường có tối thiểu là các đèn LED để thông báo trạng thái làm việc, trạng thái tích điện của ắc quy.

Cá biệt, có các loại UPS có một màn hình tinh thể lỏng nhỏ để hiển thị các thông số làm việc của chúng.