Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ lưu điện UPS

Ngoài máy phát điện, một trong những thiết bị cung cấp nguồn điện dự phòng đang được sử dụng phổ biến hiện nay đó là bộ lưu điện. Đây là sản phẩm hỗ trợ và suy trì hoạt động của các thiết bị công nghệ trong các trường hợp hệ thống điện gặp sự cố như ngắt điện đột ngột, tăng giảm áp,… Bộ lưu điện được sử dụng rộng rãi trong những lĩnh vực như: viễn thông, công trình, y tế, ngân hàng,… Vậy bộ lưu điện là gì? Cùng tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ lưu điện ngay trong bài viết này nhé!

1, Bộ lưu điện là gì?

Bộ lưu điện UPS có tên tiếng anh là Uninterruptible Power Supply, là một thiết bị tạo ra nguồn điện Backup được sử dụng trong những trường hợp khẩn cấp do sự cố hệ thống điện. UPS giúp đảm bảo rằng các thiết bị điện tử và máy tính được cung cấp nguồn điện liên tục trong trường hợp có sự cố về điện. Bộ lưu điện có thể duy trì hoạt động liên tục cho các thiết bị điện tử trong một khoảng thời gian nhất định tùy thuộc vào tải của thiết bị.

Hiện nay trên thị trường có 3 loại UPS nhưng phổ biến nhất là UPS Online và UPS Offline với đa dạng các thương hiệu khác nhau như: Bộ lưu điện Hyundai, bộ lưu điện APC, Eaten UPS,…

Với giá thành rẻ và phải chăng, bộ lưu điện Offline đang được rất nhiều người tin dùng, đồng thời đây cũng là dòng sản phẩm thông dụng tại thị trường Việt Nam.

Đối với UPS Online, đây là dòng sản phẩm tiên tiến có giá thành nhỉnh và cao hơn nhiều so với các dòng UPS Offline. Được tích hợp những công nghệ hiện đại như: hệ thống điều khiển và giám sát thông minh từ xa, server, tích hợp tủ rack, cổng kết nối COM,…

2, Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ lưu điện

Cấu tạo chung của bộ lưu điện UPS

Bộ lưu điện UPS bao gồm các thành phần chính như:

Ắc quy lưu điện: Pin lưu điện được sử dụng để lưu trữ năng lượng điện trong trường hợp có sự cố về điện. Pin lưu điện thường được làm bằng chất liệu Lithium-ion hoặc Nickel-cadmium.
Mạch chuyển mạch: Mạch chuyển mạch được sử dụng để chuyển nguồn điện từ nguồn điện vào pin lưu điện khi có điện và chuyển từ pin lưu điện vào thiết bị khi không có điện.
Biến áp: Biến áp được sử dụng để cung cấp nguồn điện cho thiết bị khi nguồn điện chính không khả dụng.

Nguyên lý hoạt động của bộ lưu điện UPS

Ắc quy là thành phần chính của bộ lưu điện UPS, được sử dụng nhằm lưu trữ điện năng phục vụ các thiết bị điện tử trong trường hợp có sự cố về điện. Dòng điện được sử dụng của ắc quy là dòng điện 1 chiều. Ắc quy được sử dụng để lưu trữ năng lượng điện trong trường hợp có sự cố về điện. Ắc quy thường được làm bằng chất liệu Lithium-ion hoặc Nickel-cadmium. Khi không có điện, mạch chuyển mạch sẽ tự động chuyển nguồn điện từ pin lưu điện vào thiết bị, giúp đảm bảo nguồn điện liên tục cho các thiết bị điện tử.

Mạch chuyển mạch được sử dụng để chuyển nguồn điện từ nguồn điện vào pin lưu điện khi có điện và chuyển từ pin lưu điện vào thiết bị khi không có điện. Mạch chuyển mạch sẽ giám sát tình trạng nguồn điện và tự động chuyển đổi giữa nguồn điện chính và ắc quy để đảm bảo nguồn điện liên tục cho các thiết bị điện tử.

Ngoài ra, bộ lưu điện UPS còn được trang bị các tính năng bảo vệ như chống quá tải, chống sụt áp, chống nhiễu điện… để bảo vệ thiết bị khỏi những tác động xấu từ điện lưới. Với những tính năng này, bộ lưu điện UPS sẽ giúp bảo vệ thiết bị khỏi những thiệt hại có thể xảy ra khi có sự cố về điện, giúp cho các thiết bị điện tử và máy tính hoạt động hiệu quả trong một khoảng thời gian nhất định.

Xem thêm: http://mayphatdien.info.vn/tinh-thoi-gian-luu-dien-cua-ups/

Nguyên lý hoạt động của UPS Online và UPS Offline

UPS Online:

Khác với bộ lưu điện Offline, UPS Online luôn chạy trên chế độ điện AC và cung cấp nguồn điện liên tục cho thiết bị thông qua hệ thống ắc quy lưu điện và bộ chuyển đổi nguồn. Khi nguồn điện vào từ lưới điện chính, bộ chuyển đổi nguồn sẽ chuyển đổi nguồn điện AC vào DC và cung cấp cho pin lưu điện. Đồng thời, bộ chuyển đổi nguồn sẽ chuyển đổi nguồn điện DC từ ắc quy thành AC để cung cấp nguồn điện liên tục cho thiết bị.

Một ưu điểm quan trọng của bộ lưu điện Online là khả năng chịu tải cao và độ ổn định cao trong điện áp đầu ra. Bởi vì bộ chuyển đổi nguồn liên tục chuyển đổi nguồn điện AC sang DC và ngược lại. Vì thế, điện áp đầu ra của UPS Online luôn ổn định và không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như sụt áp hoặc nhiễu điện.

Ngoài ra, điểm khác biệt quan trọng giữa UPS Online và UPS Offline là thời gian chuyển đổi khi xảy ra sự cố về điện. Với UPS Online, thời gian chuyển đổi giữa nguồn điện AC và pin lưu điện là rất ngắn, thường chỉ trong vài mili giây hoặc 0s. Điều này giúp đảm bảo rằng thiết bị được cung cấp nguồn điện liên tục mà không bị gián đoạn hay trễ một giây nào khi có sự cố về điện.

UPS Offline:

Trong trường hợp nguồn điện chính có sẵn, UPS Offline sẽ chuyển đổi và cung cấp nguồn điện cho thiết bị thông qua bộ chuyển đổi nguồn. Bộ chuyển đổi nguồn này sẽ chuyển đổi nguồn điện AC từ lưới điện chính thành DC, sau đó chuyển đổi lại thành AC để cung cấp cho thiết bị. Đồng thời, nó cũng sẽ sạc pin lưu điện để dự trữ nguồn điện dự phòng.

Khi nguồn điện chính bị gián đoạn hoặc mất điện, UPS Offline sẽ tự động chuyển từ chế độ cung cấp nguồn điện từ lưới điện chính sang chế độ sử dụng pin lưu điện. Ắc quy sẽ cung cấp nguồn điện cho thiết bị trong khoảng thời gian ngắn, thường trong vài phút đến một giờ, để cho người dùng có thời gian tắt thiết bị một cách an toàn hoặc kết nối nguồn điện phụ.

Tuy nhiên, một nhược điểm của bộ lưu điện Offline là thời gian chuyển đổi giữa nguồn điện chính và pin lưu điện không được nhanh chóng. Thời gian chuyển đổi này thường từ 10-30 mili giây, do đó thiết bị sẽ bị gián đoạn nguồn điện trong khoảng thời gian này.

Trên đây là toàn bộ các thông tin về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ lưu điện UPS, chúng tôi hy vọng rằng bài viết này sẽ mang tới những thông tin hữu ích dành cho các bạn.