در این پروژه به طراحی و ساخت یک سیستم منبع تغذیه بدون وقفه تمام سینوسی از نوع On-Line که نمونه های آن در بازار موجود می‌باشد پرداخته شده است. برای بخش کنترلی این پروژه از یک میکروکنترلرAVR استفاده گردیده است.
مقدمه
این پروژه در چهار فصل تنظیم شده که در فصل اول به توضیح مسائل کلی و انواع و اقسام این گونه سیستم‌ها و کاربردهای آن پرداخته، در فصل دوم سخت افزارهای استفاده شده در این پروژه و مشخصات فنی هر سخت افزار و چگونگی کارکرد هر کدام و تشریح نقشه فنی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است.
در فصل سوم نیز برنامه نوشته شده در قسمت میکروکنترلر سیستم که مرکز فرماندهی سیستم را تشکیل می‌دهد، مورد بررسی قرار گرفته، در فصل آخر به طور مختصر پروژه را تشریح کرده و نتایج و برخی کاربردهای آن را ارائه کرده‌ایم.
منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) چیست؟
منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) دستگاهی است متشکل از قطعات حالت جامد (Solid-State) که بین منبع برق ورودی و بار وصل شده و از بروز اختلالات برق شهر از جمله قطع کامل آن جلوگیری می‌کند و یا به عبارت دیگر وسیله ای است که یک تغذیه پیوسته و بدون وقفه را برای مصرف کننده فراهم آورده و اگر چه محدودیتی در کاربرد آن وجود ندارد اما معمولا از آن برای حفاظت کامپیوترها، دستگاه‌های مخابراتی و سایر سیستم‌هایی که نسبت به بروز وقفه در منبع تغذیه حساس‌اند استفاده میگردد.
دستگاه UPS از وسایل ضروری کامپیوترها محسوب می‌شود ، به عنوان مثال در صورت وجود کوچکترین اغتشاش در برق شهر بخش کنترل کامپیوتر، با تولید یک پالس موجب خاموش و روشن شدن مجدد (Restart)کامپیوتر میگردد. لذا با این عمل اطلاعاتی که در حافظه RAM سیستم وجود دارد ، از بین رفته و زیان های جبران ناپذیری به کاربر وارد شده و حاصل کار کاربر در چند لحظه از بین می‌رود.
در مورد سایر سیستم‌های حساس نظیر دستگاه‌های مخابراتی و شبکه‌های اطلاعاتی نیز با قطع یا تغییر مشخصات منبع تغذیه، هماهنگی بخش‌های مختلف دستگاه بهم خورده و بر اثر قطع و وصل‌های متوالی، علاوه بر صدماتی که به قطعات دستگاه وارد می شود، عملکرد کل سیستم با اختلال مواجه میگردد.
با توجه به مطالب فوق، نیاز به وجود دستگاهی که بتواند جایگزین مناسبی برای برق شهر در مواقع اضطراری گردیده و با حذف اختلالات شبکه تغذیه مدارات حساس را بر عهده گیرد، نمایان می‌شود.
دیگر اینکه این دستگاه، انرژی جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) تبدیل می‌کند. لازم به ذکر است که در مواقع قطع برق می‌توان از ژنراتوهای AC جهت تغذیه دستگاه‌ها استفاده نمود.
ولی این منابع با توجه به مشکلاتی نظیر شناور بودن ولتاژ و فرکانس، حجم بزرگ، آلودگی صوتی، دودزا بودن، زمان طولانی وصل شدن بعد از قطع برق و لزوم سرویس و باز بینی دایمی عملا کاربردی در دستگاه‌های حساس ندارند.
دستگاه‌های UPS با ابعاد کوچک و بدون نیاز به سرویس دایمی و بدون ایجاد آلودگی‌ها با تثبیت ولتاژ و فرکانس، وسایل بسیار مناسبی جهت حفاظت سیستم‌ها در مقابل اختلالات برق شبکه می‌‌باشند.
سیستم قدرت بدون وقفه (UPS) در استاندارد ملی ایران
جهت درک آسانتر به تشریح مفاهیمی در ارتباط با دستگاه های UPS ( مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره 3-7027 ) می‌پردازیم:
- یک سیستم قدرت بدون وقفه (UPS) به صورتی که در استاندارد ملی ایران شرح داده شده یک سیستم قدرت الکترونیکی است. عملکرد اصلی UPS، تامین پیوستگی و کیفیت مشخصی از توان برای تجهیزات مصرف کننده، در صورت بروز خرابی کلی یا جزئی منبع اصلی توان که معمولا شرکت برق منطقه‌ای است، می‌باشد. این عمل با تبدیل برخی از شکل های انرژی ذخیره شده به توان تغذیه مورد نیاز تجهیزات مصرف کننده در دوره زمانی معین و زمانیکه توان تولید شده توسط شرکت برق به مدت کافی در دسترس نباشد یا قابل قبول نباشد، انجام می‌شود.
- تجهیزات مصرف کننده که نوعا به آنها بار حساس یا محافظت شده اطلاق می شود، ممکن است شامل قسمتی از تجهیزات یا یک اتاق یا ساختمان پر از تجهیزات باشد. این تجهیزات، تجهیزاتی است که استفاده کننده تشخیص داده است که آنها به توانی دارای پیوستگی و کیفیت بهتری نسبت به توانی که عموما در دسترس است، نیاز دارند.
- حساس معمولا شکلی از تجهیزات پردازش داده می باشد، اگرچه ممکن است تجهیزات دیگری از قبیل وسایل روشنایی، وسایل اندازه گیری، پمپ ها یا تجهیزات مخابراتی نیز باشند.
- انرژی ذخیره شده برای تامین تغذیه این بار عموما به صورت باتری است که ممکن است برای تامین توان تجهیزات به مدت زمان مشخصی که از چند لحظه تا چند ساعت است، مورد نیاز باشد. این فاصله زمانی معمولا تحت عنوان زمان انرژی ذخیره شده یا زمان انرژی پشتیبانی (Back Up) شناخته می‌شود.
ازقسمتهای اصلی تشکیل دهنده یک دستگاه یوپی اس می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- واحد یکسوساز و فیلترینگ ، واحد اینورتر ، واحد شارژر و باتری
- واحد یکسوساز عبارت است از مبدل جریان متناوب به جریان مستقیم
- واحد فیلترینگ، وظیفه اصلاح و افزایش سطح ولتاژ دریافت شده از خروجی یکسوساز
- واحد اینورتر عبارتست از مبدل جریان مستقیم به جریان متناوب
- واحد شارژر وسیله ای است که برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم جهت شارژ نمودن باتری بکار می‌رود .
- باتری ( انباره الکتریکی ): دو یا چند سلول ذخیره انرژی الکتریکی که به هم وصل شده و به عنوان منبع انرژی الکتریکی استفاده می‌شوند.
تمام تجهیزات ساخت بشر که تا به امروز دیده شده، هرچند پیچیده و یا منحصر بفرد، بدون شک دارای معایب و محدودیت‌های خاص آن محصول می‌باشد و این قاعده از منابع تغذیه بدون وقفه نیز مستثنی نخواهد بود.
منبع: میکرودیزاینرالکترونیک
