UPS SİSTEMLERİ

UPS (Uninterraptable Power Supply) herhangi bir elektronik cihazın 220 VAC beslemesinin kesilmesini veya tolerans dışı yüksek veya düşük gelmesini önleyen gerilim üretecidir. Kullanım amacı beslemesini sağladığı sistemlerin korunması ve şebeke enerjisinin kesilmesi durumunda sistemin beslemesinin bir süre daha devam ettirilmesidir.
Bir sistemin enerji açısından korunması, söz konusu sistemin kabul edebileceği gerilim ve frekans toleransları çerçevesinde beslenmesi anlamına gelir. Dolayısıyla Ups’lerden beklenen birinci özellik öngörülen gerilim ve frekans değerlerinde sürekli olarak çalışabilmektir. Diğer önemli özellik ise sistemin enerjisinin kontrollü olarak kesilmesi ihtiyacıdır. Bu gereksinim özellikle bilgisayar ve otomasyon sistemlerinde tekrar ayni noktadan başlayabilmek ve sistemin veya ürünün zarar görmesini engellemek için gereklidir.
UPS’ler yapısal olarak 5 temel bölüme ayrılabilirler :
1-) Şarj Ünitesi
2-) Invertör ünitesi
3-) Aküler
4-) Statik ve manuel by-pass
5-) RS-232 haberleşme birimi
A- SARJ ÜNITESI
UPS’in akülerinin şarj edilmesi ve invertör için gerekli DC gücün sağlanması işlevlerini yerine getiren bölümdür. Şarj ünitesinde şebeke gerilimini Ups’in akü gerilimi civarlarina düsüren giris güç trafosu, trafo çikisindaki AC gerilimi kontrollü olarak dogrultarak DC’ye çeviren thristör modülleri, şarj kontrol kartı ve DC filtreler yer alır. Şarj ünitesinin gücü Ups tipine göre değişir.
ON-LINE UPS’lerde şarj ünitesi ayni zamanda hem aküleri şarj edip hem de invertörü beslediği için yüksek güçlü yapılmak zorundadır. Diğer Ups modellerinde yalnızca aküleri şarj edebilecek güçtedir.
Şarj kontrol kartı akü şarj gerilimini ve akimini ayni anda kontrol eder. Şarj gerilimi akü sayısının 13.7 ile çarpılması ile elde edilir. (Bu değer 12 Volt’luk kuru tip akü için geçerlidir.) Şarj akimi Ups gücü ve modeline göre değişir. Şarj üniteleri bütün ON-LINE modellerde thristör kontrollü, OFF-LINE ve LINE-INTERACTIVE modellerde transistor kontrollü seri regülatörlerle yapılır.
B- INVERTÖR ÜNITESI
Akülerin ve şarj ünitesinin sağladığı DC gerilimden 220 VAC gerilim üreten bölümdür. Invertör ünitesi; kontrol kartları, güç anahtarlama transistörleri, çıkış trafosu ve filtrelerden oluşur. Ups çıkış dalga sekli invertör ünitesinin yapısıyla ilgilidir. ON-LINE UPS modellerinde sürekli olarak devrededir. Diğer modellerde şebekenin tolerans dişi yükselmesi, düşmesi veya kesilmesi durumunda çalışır. Genel olarak üç farklı Ups çıkış dalga sekline karşılık üç ayrı invertör ünitesinden bahsedebiliriz.
1-) Kare dalga çıkışlı veya kare dalgadan pasif filtrelerle üretilmiş sinüs çıkışlı Ups invertörleri.
2-) Sinüzoidal (Trapez dalga) çıkışlı UPS’lerin düşük frekanslı PWM invertörleri.
3-) Sinüs çıkışlı Ups’lerin yüksek frekans PWM’le çalışan invertörleri.
Invertör ünitelerinin gücü Ups çıkış gücüyle orantılıdır.
C- AKÜLER
UPS’lerde şebeke gerilimi kesildiği zaman invertör ünitesinin ihtiyaç duyduğu DC gerilimi sağlayan bölümdür. Genellikle 12 V veya 6 V’luk aküler kullanılır. UPS’lerin DC besleme gerilimleri bu akülerin seri olarak birbirine bağlanmasıyla elde edilir. şebeke geriliminin kesilmesinden sonra Ups’in çalışma süresi akülerin kapasiteleri ile belirlenir. ON-LINE UPS modellerinde şarj ünitesinin ürettiği DC gerilimin filtrelenmesi işlevini de yerine getirirler. Bu yüzden ON-LINE UPS’ler şebeke kesildiğinde aküsüz olarak çalıştırılamazlar. Eğer böyle bir çalışma isteniyorsa şarj ünitesi filtrelerinin arttırılması gerekir.
D- STATIK ve MANUEL BY-PASS
UPS’lerde çıkış yüklerinin invertörden veya şebekeden beslenmesine karar veren ve aktarma işlemini yapan bölümdür.
Statik By-Pass, thristör blokları ve bir kontrol kartından oluşur. Kontrol kartı invertörün çıkış gerilimini, çıkış akimini ve frekansını sürekli olarak kontrol eder ve tolerans dişi kaymalar olursa yükü kesintisiz olarak şebekeye aktarır. Hata ortadan kalkıncaya kadar yük şebekede kalır. Statik By-Pass’in birinci amacı yükte oluşabilecek kısa devrelerde veya aşırı yüklenme durumlarında invertör modülünün zarar görmesini engellemektir. İkinci amacıysa invertörde oluşabilecek herhangi bir arıza durumunda yükün beslenmesine devam edebilmesidir.
UPS’in arıza yapması yada bakıma alınması durumunda yükün şebekeye aktarılması için manuel by-pass şalteri kullanılır. Manuel by-pass anahtarı iki konumlu bir pako salterdir. Bazı UPS’lerde 1-0-2 şalter kullanıldığı için aktarma anında bir kesinti oluşur. Ancak bazılarında 1-2 özel pako şalter kullanıldığı için çıkışta kesinti oluşmaz. Bu şalter geçiş anında şebeke ile Ups’i kısa devre ettiği için aktarma yapılırken şebeke ile Ups’in gerilim ve faz olarak birbirinden çok farklı olmamasına dikkat edilmelidir.
E- RS-232 HABERLESME ARA BIRIMI
UPS’lerde kullanıcı ile ilgili bilgilerin herhangi bir bilgisayar aracılığıyla kullanıcıya iletilmesini sağlayan bilgisayar ile seri haberleşme ünitesidir. Ups’in çıkış gerilim değeri, yük yüzdesi, şebekenin olup olmadığı ve akü grubunun durumuna ilişkin bilgiler seri haberleşme ile bilgisayara aktarılarak herhangi bir kesinti ve arıza durumunda kullanıcı uyarılmış olur. Bu ünite özellikle yüksek güçlü cihazlarda gereklidir. Çünkü bu cihazlar büyük boyutlu olurlar ve kullanıcıdan uzak bir yerde bulunurlar. Dolayısıyla kullanıcı Ups önpanel bilgilerini ve ses uyarılarını algılayamaz.
OFF-LINE UPS modellerinde kesintiden bir süre sonra NETWORK sistemini otomatik olarak kapatan yazılımlar da vardır