Bộ lưu điện UPS (Uninterruptible Power Supply) là thiết bị cung cấp nguồn điện liên tục và tức thời cho các thiết bị điện tử khi nguồn điện chính bị gián đoạn. Khác với các hệ thống điện dự phòng truyền thống, UPS sử dụng năng lượng dự trữ trong pin hoặc ắc quy để chuyển đổi ngay lập tức, bảo vệ thiết bị khỏi mất điện đột ngột và các sự cố về chất lượng điện năng.
Thời gian hoạt động trên pin của UPS thường ngắn, chỉ đủ để khởi động nguồn điện dự phòng hoặc tắt thiết bị một cách an toàn. UPS không chỉ cung cấp điện dự phòng mà còn tích hợp tính năng bảo vệ chống sốc điện, duy trì điện áp ổn định, bảo vệ thiết bị khỏi các dao động và nhiễu điện.
UPS là một giải pháp quan trọng cho trung tâm dữ liệu, hệ thống viễn thông và các thiết bị y tế, nơi mất điện có thể gây ra gián đoạn nghiêm trọng và mất dữ liệu.
Tại các trung tâm dữ liệu, nơi chứa các tủ Rack Server. Chứa rất nhiều máy chủ. Các máy chủ này hoạt động liên tục để cung cấp dịch vụ, dữ liệu cho ứng dụng chạy. Chúng có thể là máy chủ web, hay máy chủ lưu trữ dữ liệu,…
Tất cả các thiết bị này đều cần điện để hoạt động. Nếu xảy ra mất điện đột ngột, ta sẽ gặp vấn đề sự cố không thể truy cập web, không thể truy xuất dữ liệu, làm gián đoạn hệ thống cung cấp dịch vụ, ứng dụng.
Ngoài ra, khi bị tắt đột ngột các thiết bị có thể gặp các vấn đề về đoản mạch làm hư hỏng linh kiện bên trong thiết bị. Dẫn tới hỏng hóc hoặc giảm tuổi thọ.
Chính vì vậy, ta cần sử dụng bộ lưu điện UPS để cung cấp nguồn điện dự phòng ngay lập tức cho thiết bị hoạt động không gián đoạn.
UPS được dùng để cấp điện dự phòng khi nguồn điện chính bị mất. Tuy nhiên, có nhiều sự cố về điện khác ngoài mất điện. Và UPS cũng cần phải xử lý chúng, ví dụ như:
Bất kể bộ lưu điện UPS nào cũng đều dùng nguồn điện đầu vào là dòng điện xoay chiều (AC) và lưu trữ nguồn điện tại pin và ắc quy (dòng điện một chiều DC). Do đó, UPS cần phải chuyển đổi nguồn điện đầu vào thành nguồn điện một chiều và lưu trữ vào Pin.
Tiếp đến, UPS cũng cần cấp nguồn điện AC cho các thiết bị như máy chủ, Switch, Modem,… Vì vậy nó cần bộ biến tần để đổi ngược lại dòng điện DC từ pin thành dòng điện AC để sử dụng.
Tùy vào công nghệ chuyển đổi và khả năng dự phòng mà người ta chia thành nhiều loại UPS khác nhau.
Dựa trên công nghệ, Có 3 loại UPS được sử dụng hiện nay gồm:
Bộ lưu điện UPS Offline là loại UPS phổ thông nhất chỉ dùng cho các mục đích cá nhân như cấp điện dự phòng cho máy tín, máy in, hay cửa cuộn,…
Khi mất điện, bộ chuyển mạch sẽ tự động chuyển đổi nguồn điện từ lưới điện sang nguồn pin. Bộ biến đổi sẽ chuyển đổi điện DC từ pin thành điện AC để cấp cho thiết bị.
UPS offline có thể gây ra gián đoạn nhỏ khi chuyển từ nguồn điện lưới sang nguồn dự phòng và không có khả năng chống lại các sự cố về điện như sụt áp, quá áp, hoặc nhiễu điện.
Bộ lưu diện Line Interactive được thiết kế tốt hơn UPS Offline vì trang bị bộ điều chỉnh điện áp AVR giúp cho nguồn điện áp cấp cho thiết bị luôn ổn định. Tuy nhiên, nó vẫn chưa thể loại bỏ hoàn toàn các sự cố về điện được.
Trong điều kiện bình thường, Line-Interactive UPS cấp nguồn điện trực tiếp từ lưới điện cho các thiết bị, đồng thời bộ sạc pin duy trì trạng thái sạc đầy của pin. AVR sẽ điều chỉnh điện áp đầu vào để giữ ổn định điện áp đầu ra.
Khi mất điện hoặc điện áp không ổn định: Bộ chuyển mạch sẽ tự động chuyển đổi nguồn điện từ lưới điện sang pin. Bộ biến đổi sẽ chuyển đổi điện DC từ pin thành điện AC để cấp cho thiết bị.
UPS online hoạt động dựa trên nguyên tắc chuyển đổi kép. Điều này có nghĩa là nguồn điện xoay chiều (AC) từ lưới điện được chuyển đổi thành điện một chiều (DC) thông qua bộ chỉnh lưu . Sau đó, dòng điện DC này được chuyển đổi ngược lại thành AC để cung cấp cho các thiết bị thông qua bộ nghịch lưu.
Quá trình này giúp loại bỏ hoàn toàn các sự cố về điện như sụt áp, quá áp, sóng hài, và các tạp chất điện khác.
Do đó, UPS online là loại UPS được sử dụng chính hiện nay cho các trung tâm dữ liệu, tủ Rack Server.
Dựa trên thiết kế kiểu dáng, UPS có thể được chia thành 2 loại:
UPS Tower có hình dáng kiểu tháp thường có kích thước lớn. Các loại UPS công suất lớn trên 6 Kva còn có bánh xe đễ hỗ trợ di chuyển. UPS Tower thường được đặt bên ngoài tủ Rack và cung cấp nguồn điện cho các thiết bị riêng lẻ hoặc cả một hệ thống điện.
UPS lắp Rack hay UPS Rackmount là loại UPS được thiết kế có chiều rộng bằng 19 Inch, chiều cao từ 1U đến 4U để dễ dàng lắp đặt vào trong tủ Rack để cung cấp nguồn điện dự phòng cho toàn bộ thiết bị trong tủ Rack.
Khi lựa chọn UPS ta cần quan tâm đến các thông số về kỹ thuật của UPS như:
– Công suất: Công suất của UPS được đo bằng VA (Volt-Ampere) hoặc W (Watt).
– Thời gian dự phòng: Thời gian UPS có thể cung cấp nguồn điện khi mất điện.
– Công nghệ Pin: quan tâm đến loại pin mà UPS sử dụng.
– Khả năng mở rộng Pin.
– Các tính năng của UPS.
Thông thường để lắp vào tủ Rack, ta sẽ sử dụng UPS Rackmount với thiết kế chuyên dụng. UPS thường được lắp đặt ở dưới cùng gần mặt đáy của tủ Rack. Nếu muốn lắp UPS Tower vào tủ Rack, ta sẽ cần sử dụng giá đỡ hoặc đặt trực tiếp lên mặt đáy của tủ.
UPS thường được lắp đặt đi cùng với PDU để cấp nguồn cho các thiết bị một cách hiệu quả.
Để tăng thêm khả năng dự phòng, ta sẽ cần lắp thêm Bypass UPS giúp bảo trì UPS mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị.
Mong rằng qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ hơn về bộ lưu điện UPS!