Bộ lưu điện UPS là gì?

UPS (Uninterruptible Power Supply) – Thiết bị cung cấp điện liên tục hay còn gọi là bộ lưu điện UPS là thiết bị có thể cung cấp điện năng trong một khoảng thời gian tương ứng với công suất thiết kế nhằm duy trì hoạt động của thiết bị điện khi điện lưới gặp sự cố.

Bài viết này giới thiệu với bạn đọc khái niệm bộ lưu điện UPS, phân loại và cơ chế hoạt động của từng loại giúp cho người sử dụng chọn được thiết bị đáp ứng với yêu cầu của mình và tối ưu chi phí.

Về khái niệm

Nguyên tắc hoạt động của bộ lưu điện UPS là dựa trên việc biến đổi điện áp một chiều từ ắc quy sang dòng điện xoay chiều phù hợp với yêu cầu của thiết bị điện. Ngoài chức năng là bộ lưu điện dự phòng thì một số UPS còn được bổ sung những chức năng khác như tự động ổn áp, ổn tần, chống xung, lọc nhiễu hoặc chống sét lan truyền.

Phân loại bộ lưu điện UPS

Dựa trên nguyên tắc hoạt động, bộ lưu điện UPS được phân thành 2 dòng sản phẩm chính là Offline và Online.

UPS Offline cung cấp dòng điện đầu ra dạng sóng gần giống sin, dòng Online với công nghệ chuyển đổi kép trực tuyến (Online Double Conversion), cung cấp dòng điện đầu ra dạng sóng sin chuẩn. Trong dòng UPS Offline lại phân ra thành 2 loại là Offline và Offline cải tiến với công nghệ Line Interactive.

UPS Offline

UPS Offline là dòng sản phẩm phổ dụng nhất trên thị trường hiện nay và có giá rẻ hơn so với UPS Offline Line Interactive. Nguyên tắc hoạt động của UPS Offline là điện lưới đầu vào đi qua công tắc chuyển mạch trước khi cấp cho tải sử dụng. UPS lúc này chỉ sử dụng bộ sạc (charger) để nạp điện cho ắc quy. Trong trường hợp điện lưới không ổn định (quá cao, quá thấp hoặc mất điện) thì UPS sẽ tự động chuyển mạch (thông qua rơ-le), dùng nguồn từ ắc quy cấp cho thiết bị duy trì hoạt động. (Hình 1)

Nguyên tắc hoạt động của UPS Offline Line Interactive cũng tương tự dòng UPS Offline tiêu chuẩn nhưng có thêm mạch ổn áp nhằm điều chỉnh điện áp đầu ra cấp cho cho tải sử dụng luôn ổn định ngay cả khi điện lưới quá cao hoặc quá thấp, mạch ổn áp tự động chuyển mạch sao cho đầu ra đảm bảo đúng điện áp theo yêu cầu.

Dòng UPS Offline thích hợp để sử dụng cho những thiết bị văn phòng và máy tính, những thiết bị có tính chất tải thuần trở. Thời gian chuyển mạch của dòng UPS Offline khá chậm, khoảng 10 ms (mili giây) và không thể mở rộng thời gian lưu điện.

UPS Online

Khắc phục hoàn toàn được những nhược điểm của dòng UPS Offline, dòng UPS Online với công nghệ Online Double Conversion giúp loại bỏ những sự cố của điện lưới do điện áp đầu vào luôn được điều chỉnh để có một dòng điện sạch. Nguyên lý của nó là nguồn điện lưới không cung cấp trực tiếp cho thiết bị mà được biến đổi thành dòng điện một chiều nạp cho ắc quy và bộ nghịch lưu (Inverter). Bộ nghịch lưu này sẽ tiếp tục biến đổi dòng một chiều nhận được thành điện áp đầu ra ổn định và phụ hợp với thiết bị tải. Như vậy có thể thấy rằng khi lưới điện xảy ra các sự cố tăng giảm đột ngột hoặc mất điện thì thiết bị của bạn vẫn luôn được bảo vệ an toàn.

Dòng UPS Online thường được thiết kế công suất lớn, có thể mở rộng thời gian lưu điện bằng ắc quy lưu điện gắn trong lẫn gắn ngoài, nên ngoài những thiết bị có tính chất tải thuần trở như thiết bị văn phòng hay máy tính thì UPS Online còn có thể sử dụng cho hệ thống máy chủ, trung tâm dữ liệu (data center) và thậm chí là cả những thiết bị tải động cơ như quạt, máy bơm, v..v..

Dựa vào nguyên lý hoạt động của các loại bộ lưu điện UPS mà người sử dụng có thể chọn cho mình 1 UPS phù hợp với mục đích sử dụng với chi phí tối ưu nhất.