Paano haharapin ang mga hamon sa disenyo ng uninterruptible power supply (UPS)

Napakahalaga ng battery powered uninterruptible power supply (UPS) sa pagprotekta sa mga sensitibong kagamitan sa mga data center, medikal na pasilidad, pabrika, telecommunications hub, at maging sa mga tahanan mula sa panandaliang power grid spike at outage. Sa kaganapan ng isang matagal na pagkawala ng kuryente, maaari silang magbigay ng kinakailangang panandaliang kuryente upang makamit ang isang handa na pagkawala at maiwasan ang pagkawala ng data.
Ang UPS ay karaniwang mauuri bilang "Online" o "Offline". Sa offline na UPS, ang load ay direktang konektado sa grid. Kapag nabigo ang input power, lilipat ang system sa battery power mode - ang proseso ng paglipat ay karaniwang tumatagal ng humigit-kumulang 10 millisecond upang makumpleto, na naglilimita sa paggamit ng offline na UPS sa ilang application. Ang Online UPS ay nagdaragdag ng inverter circuit at battery charging at discharging circuit sa pagitan ng load at grid, at ang inverter ay nananatiling gumagana kahit na normal o hindi ang input power. Samakatuwid, kapag may problema sa pag-input, ang online na UPS ay maaaring magsagawa ng "zero interruption" switching at magbigay ng emergency power sa load sa pamamagitan ng baterya.
Ang Modular UPS ay mas pinapaboran ng mga designer at user, dahil ang mas mababang power UPS ay maaaring konektado nang magkatulad upang matugunan ang mas malaking pangangailangan sa kuryente. Mabilis at madaling mapalawak ng Modular UPS ang mga kasalukuyang sistema ng UPS at makakatulong sa mga customer na kumita sa proseso ng pagtatatag ng mga malalaking sistema.
Gayunpaman, tulad ng anumang disenyo ng power supply, ang disenyo ng mahusay na UPS ay nagpapakita rin ng mga hamon. Kabilang sa ilang pangunahing salik na dapat isaalang-alang ang laki, kakayahan sa regulasyon ng input-output, pamamahala ng baterya, at topology.
Ang laki ay mahalaga, lalo na sa mga application kung saan ang espasyo ay lubhang mahalaga tulad ng mga data center. Noong nakaraan, ang mga transformer ay palaging isa sa mga pinakamalaking bahagi sa UPS, ngunit sa paglitaw ng mas advanced na teknolohiya ng semiconductor, pinalitan ng mga high-frequency switch circuit ang mga transformer, na nakakatipid ng espasyo. Ang isang transformerless UPS ay maaaring magbigay ng daan-daang kVA ng emergency power sa malalaking data center sa mga standard sized na cabinet.
Gumagamit ang Online UPS ng high-frequency na PWM (Pulse Width Modulation) upang magsagawa ng dalawahang conversion (AC-DC at pagkatapos ay DC-AC), na makakalutas ng maraming problema sa kalidad ng input na hindi kayang hawakan ng offline na UPS, gaya ng mababang boltahe na overvoltage at ingay ng linya, habang binabawasan ang paggamit ng baterya at pinapahaba ang buhay ng baterya.
Tinutukoy ng inverter ang kalidad ng output ng UPS at lubos na nakakaapekto sa pangkalahatang kahusayan ng UPS. Ang mahusay na online na UPS ay maaaring mag-output ng mga de-kalidad na sine wave na katulad ng mains power, na nagbibigay ng kapangyarihan sa resistive at inductive load. Nangangailangan ito ng mga switching device (IGBT/MOSFET) sa inverter na gumana sa matataas na frequency at makipagtulungan sa mga control algorithm upang mabawasan ang output noise at mga isyu sa EMI na nabuo sa panahon ng proseso ng paglipat.
Sa isang karaniwang UPS, maraming naka-stack na baterya ang bumubuo ng kumpletong battery pack, na pinamamahalaan para sa pag-charge at pagdiskarga ng isang module ng pamamahala ng baterya. Para ma-maximize ang performance ng baterya at mapahaba ang buhay nito, dapat isaalang-alang ng disenyo ang mga isyu gaya ng load balancing, boltahe at kasalukuyang proteksyon, charge at discharge control, thermal management, fan control, monitoring, at komunikasyon.