UPS là một thiết bị cung cấp nguồn điện dự phòng ổn định, được sử dụng rộng rãi từ các hộ gia đình cho tới bệnh viện, ngân hàng,…. Vậy thực chất UPS là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của nó thế nào? Có ưu, nhược điểm ra sao và cần lưu ý những gì khi sử dụng?
1. Tìm hiểu UPS là gì?
![UPS là gì?]()
UPS là gì?
UPS là từ viết tắt của cụm từ tiếng Anh “Uninterruptible Power Supply”, dịch sang tiếng Việt là hệ thống cung cấp nguồn điện liên tục. Tuy nhiên, người Việt thường gọi với những cái tên rút gọn là bộ lưu điện hoặc cục lưu điện, bộ tích điện,….
Đây thực chất là một thiết bị lưu trữ điện năng dự phòng. Mục đích dùng để cung cấp điện năng liên tục cho các thiết bị điện khi nguồn điện lưới xảy ra sự cố như mất điện, chập chờn, tăng giảm điện áp đột ngột. Do đó, UPS sẽ đảm bảo quá trình vận hành ổn định của các thiết bị tải trong một khoảng thời gian tương ứng với công suất thiết kế.
2. Cấu tạo của bộ lưu điện UPS
Thành phần cấu tạo cơ bản của bộ lưu điện gồm hai bộ phận chính:
Ắc quy
Ắc quy là thành phần cốt lõi của UPS, với nhiệm vụ lưu trữ năng lượng điện. Những ắc quy được sử dụng trong UPS thường áp dụng công nghệ thông dụng như VLRA-AGM, Lithium-ion, Ni-cd,…
Bộ chuyển đổi
Có chức năng chuyển đổi điện áp từ ắc quy sang điện áp phù hợp với các thiết bị điện đang sử dụng. Với dòng UPS True-Online, bộ chuyển đổi được chia thành hai loại chính:
- Bộ chỉnh lưu (nắn điện) - Rectifier: Có chức năng chuyển đổi dòng điện xoay chiều AC thành dòng một chiều DC để nạp vào ắc quy.
- Bộ nghịch lưu - Inverter: Có nhiệm vụ biến đổi dòng một chiều thành dòng xoay chiều AC để cấp cho tải.
Thành phần khác
Ngoài ra, bộ lưu điện còn có một số thành phần khác như:
- Bộ sạc (Battery Charger): có chức năng nạp điện cho ắc quy.
- Bộ điều khiển (Controller): có chức năng giám sát và điều khiển hoạt động của các bộ phận khác trong bộ lưu điện.
- Bộ lọc nhiễu (Filter): có chức năng lọc các sóng hài, nhiễu điện từ gây ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị điện.
![Cấu tạo của bộ lưu điện UPS]()
Cấu tạo của bộ lưu điện UPS
3. Nguyên lý hoạt động của UPS là gì?
UPS hiện nay có rất nhiều sản phẩm với đủ chủng loại, mẫu mã, kiểu dáng, kích thước, đơn vị sản xuất. Nhưng chúng đều có chung một nguyên lý hoạt động đó là tích trữ năng lượng điện năng bằng ắc quy để tạo nguồn điện dự phòng khi nguồn điện lưới gặp sự cố.
Như chúng ta đều biết, nguồn điện ắc quy là dòng điện một chiều còn điện lưới thông thường là nguồn điện xoay chiều. Do đó, các nhà sản xuất đã trang bị cho UPS bo mạch Rectifier. Bộ phận này có chức năng chuyển đổi dòng điện một chiều từ ắc quy sang dòng điện xoay chiều với điện áp và tần số thích hợp với dòng điện sử dụng thông thường (220V/380V – 50/60Hz).
![Nguyên liệu hoạt động của bộ lưu điện]()
Nguyên liệu hoạt động của bộ lưu điện
4. Các chức năng của bộ lưu điện UPS
Chức năng chính của bộ lưu điện UPS bao gồm việc cung cấp nguồn điện dự phòng cho các thiết bị khi có sự cố với nguồn điện chính. Ngoài ra, UPS còn bảo vệ thiết bị khỏi các vấn đề về điện như sự bất ổn điện áp, sét lan truyền, nhiễu sóng. Dưới đây là 11 chức năng cụ thể:
- Bảo vệ Tải khi Mất Nguồn Input: Chuyển từ nguồn điện chính sang nguồn ắc quy ngay lập tức khi mất điện.
- Ổn Áp (AVR): Mạch ổn áp giúp ổn định điện áp, tránh điện áp quá cao hoặc quá thấp.
- Chống Sét Lan Truyền: Tích hợp chức năng chống sét cho đường dữ liệu và nguồn điện.
- Bảo vệ Điện Áp Cao hoặc Thấp: Tự động chuyển sang sử dụng ắc quy khi điện áp nằm ngoài ngưỡng an toàn.
- Bảo vệ Biến Dạng Nhiễu Sóng: Giữ độ méo hài dạng sóng ở mức thấp để đảm bảo chất lượng nguồn điện.
- Ổn Định Tần Số: Duy trì tần số ngõ ra ổn định.
- Bảo vệ Tức Thời: Thời gian chuyển mạch rất nhanh, giúp tránh gián đoạn nguồn điện.
- Ngưỡng Âm Thấp: Thiết kế giảm tiếng ồn từ thiết bị.
- Quản Lý Năng Lượng: Theo dõi và quản lý sử dụng năng lượng của thiết bị.
- Quản Lý Pin (ABM): Theo dõi tình trạng pin và cảnh báo khi cần thay thế.
- Alarm (Cảnh báo): Thông báo cho người dùng khi có sự cố với UPS.
Những chức năng này giúp UPS trở thành thiết bị không thể thiếu trong việc đảm bảo nguồn điện liên tục và an toàn cho các thiết bị điện.
5. Ưu, nhược điểm của bộ lưu điện UPS là gì?
Việc dùng nguồn cung cấp điện dự phòng liên tục UPS có những ưu điểm và mặt hạn chế riêng. Bạn cần nắm rõ đặc điểm này để đưa ra quyết định sử dụng phù hợp.
Ưu điểm
- Quá trình chuyển đổi từ nguồn điện chính sang UPS nhanh chóng, mất ít thời gian.
- Đáp ứng nhu cầu của người sử dụng nhanh hơn so với máy phát điện, không lo chậm trễ.
- Có nhiều loại, kích cỡ khác nhau, người dùng dễ dàng lựa chọn thiết bị phù hợp với lượng điện năng cần cung cấp cho thiết bị.
- Bộ lưu điện hoạt động êm ái, không gây tiếng ồn làm ảnh hưởng môi trường xung quanh.
- Bảo trì, sửa chữa hệ thống UPS rẻ hơn so với máy phát điện.
Nhược điểm
Bên cạnh những điểm cộng trên thì UPS cũng còn tồn tại một số nhược điểm như:
- Nguồn ắc quy, pin của UPS có giới hạn nên không thể chạy được các thiết bị điện nặng.
- Độ bền của UPS phụ thuộc nhiều vào chất lượng của ắc quy, pin. Do đó, nếu pin không đạt tiêu chuẩn sẽ phải thay pin thường xuyên, tốn nhiều chi phí.
- Quá trình lắp đặt UPS đòi hỏi phải có kiến thức, sự am hiểu về kỹ thuật.
6. Phân loại bộ lưu điện UPS
Thế giới bộ lưu điện hiện nay vô cùng đa dạng nhưng nhìn chung, chúng được chia thành 03 loại bộ lưu điện UPS :
UPS Offline cơ bản (Basic Offline)
UPS Offline tiêu chuẩn (Basic) là dòng sản phẩm thuộc công nghệ sản xuất cũ đang dần được thay thế hoàn toàn bởi dòng UPS Line Interactive và có giá rẻ hơn so với UPS Line Interactive. Nguyên tắc hoạt động của UPS Offline tiêu chuẩn là điện lưới đầu vào đi qua công tắc chuyển mạch trước khi cấp cho tải sử dụng.
UPS lúc này chỉ sử dụng bộ sạc (charger) để nạp đầy điện cho ắc quy. Trường hợp điện lưới không ổn định (quá cao, quá thấp hoặc mất điện) thì UPS sẽ tự động chuyển mạch (thông qua rơ-le), dùng nguồn từ ắc quy cấp cho thiết bị để duy trì hoạt động.
UPS Line-Interactive
UPS Line-Interactive là UPS sử dụng công nghệ Offline cải tiến được tích hợp thêm mạch ổn định điện áp AVR. Nguyên tắc hoạt động của UPS Offline công nghệ Line Interactive cũng tương tự dòng UPS Offline tiêu chuẩn nhưng có thêm mạch ổn áp nhằm điều chỉnh điện áp đầu ra cấp cho cho tải sử dụng luôn ổn định.
Trường hợp điện áp điện lưới quá cao hoặc quá thấp, UPS Offline công nghệ Line Interactive, mạch ổn áp tự động chuyển mạch sang một nấc khác sao cho điện áp đầu ra đảm bảo đúng tải theo yêu cầu.
UPS Online (Double Conversion Online)
UPS Online là UPS sử dụng công nghệ chuyển đổi kép AC/DC và DC/AC (Double Conversion Online) giúp loại bỏ những sự cố của điện lưới do điện áp đầu vào luôn được điều chế trước khi cấp cho tải sử dụng. Nguồn điện lưới không cung cấp trực tiếp cho thiết bị mà được biến đổi thành dòng điện một chiều nạp cho ắc quy và bộ nghịch lưu (Inverter). Bộ nghịch lưu sẽ tiếp tục biến đổi dòng một chiều nhận được thành điện áp đầu ra phù hợp với thiết bị sử dụng.
7. Tác dụng của bộ lưu điện trong cuộc sống
UPS gia đình
![UPS gia đình]()
UPS gia đình
Trong các hộ gia đình, để phòng ngừa trường hợp mất điện xảy ra, trang bị một bộ lưu điện gia đình với công suất tải 3 – 4Kw trở xuống được xem là giải pháp hoàn hảo. Nó sẽ chuyển đổi dòng điện từ ắc quy thành dòng điện xoay chiều dạng sóng sin chuẩn với tần số 50HZ như mạng lưới điện hạ áp quốc gia.
Hơn nữa, UPS gia đình lại có giá thành thấp. Khi sử dụng, nó không gây ra tiếng ồn, thân thiện với môi trường. Ngoài ra, một số bộ lưu điện còn tích hợp các công nghệ tân tiến như Inverter giúp mang tới những trải nghiệm tuyệt vời cho người sử dụng.
UPS công nghiệp
![UPS công nghiệp]()
UPS công nghiệp
UPS công nghiệp là những thiết bị lưu điện có công suất lớn, cung cấp nguồn điện năng ổn định cho các thiết bị điện ở xí nghiệp, cơ sở sản xuất, toà nhà, trung tâm thương mại,… trong một thời gian dài. Từ đó duy trì độ bền của các thiết bị điện, hạn chế chập, cháy, sụt điện, đảm bảo các khâu sản xuất vẫn diễn ra bình thường.
Bộ lưu điện công nghiệp sở hữu nhiều chức năng vượt trội như sóng chuẩn Sine, chống xung, nhiều điện. Hơn nữa, chúng có khả năng cung cấp nguồn điện sạch, lọc sóng hài, chống cháy nổ, chống sét cũng như các sự cố điện bất ngờ. Ngoài ra, khi sử dụng, người dùng không cần phải bảo trì bình ắc quy, hệ thống sạc điện nhờ cơ chế tự xả thông minh.
8. Ứng dụng của bộ lưu điện
Tuy UPS không thể thay thế cho nguồn điện sử dụng nhưng nó lại giúp cho các thiết bị điện tránh được các sự cố gián đoạn, dừng hoạt động một cách đột ngột. Chưa kể, hệ thống lưu điện hiện nay còn được nâng cấp thêm các chức năng như ổn áp, ổn tần, chống xung, lọc nhiễu,…. Vì vậy, nó ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, từ các hộ gia đình cho tới các cơ sở sản xuất, trung tâm thương mại, bệnh viện,….
Trong đó, UPS được sử dụng rộng rãi nhất trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, quốc phòng, y tế, công nghiệp,…. Với những thiết bị được dùng rộng rãi như máy tính, hệ thống camera giám sát, cửa cuốn, đèn chiếu sáng, hệ thống máy tính văn phòng, thiết bị, máy móc trong y tế,…
![Ứng dụng của bộ lưu điện UPS]()
Ứng dụng của bộ lưu điện UPS
9. Kinh nghiệm chọn mua UPS là gì?
Để lựa chọn được bộ lưu điện chất lượng, tránh rơi vào tình cảnh “tiền mất tật mang”, khi mua UPS, bạn nên áp dụng những kinh nghiệm sau:
- Trước hết, bạn cần xác định được mục đích sử dụng: Dùng trong nhà hay trong khu công nghiệp, dùng UPS cung cấp điện năng cho thiết bị nào,…. Từ đó, bạn sẽ chọn được bộ lưu điện có công suất tải phù hợp.
- Cổng cắm của bộ lưu điện: Bạn nên chọn UPS có nhiều cổng cắm hơn số lượng thiết bị bạn muốn được cấp điện từ bộ lưu điện.
- Chất liệu của UPS: Ưu tiên chọn bộ lưu điện được làm từ các chất liệu chắc chắn nhằm mang lại độ bền cao cũng như sự an toàn trong quá trình sử dụng.
- Ưu tiện chọn UPS từ các thương hiệu uy tín: Bởi sản phẩm từ thương hiệu uy tín sẽ đảm bảo chất lượng, độ bền và hiệu suất sử dụng. Một số cái tên nổi bật trong giới UPS có thể kể tới như: APC, Emerson, Apollo, Santak, Sorotec,.…
- Chú ý tới giá cả và chế độ bảo hành: Tuỳ theo điều kiện tài chính của mình mà bạn chọn bộ lưu điện có mức giá phù hợp. Bên cạnh đó, bạn cũng cần lưu ý tới chế độ bảo hành vì nó liên quan trực tiếp tới lợi ích của bản thân trong quá trình vận hành sản phẩm sau này.
![Ưu tiên chọn mua UPS từ thương hiệu uy tín]()
Ưu tiên chọn mua UPS từ thương hiệu uy tín
10. Đôi điều lưu ý khi sử dụng bộ lưu điện
Trong quá trình sử dụng, để bộ lưu điện UPS phát huy được hiệu quả, an toàn và bền lâu, bạn hãy lưu ý một số điểm sau:
- Đảm bảo tổng công suất của các thiết bị ngoại vi luôn nhỏ hơn công suất của UPS. Bởi nếu lớn hơn sẽ dẫn tới tình trạng quá tải, gây hư hại thiết bị.
- Sạc đầy ắc quy bộ lưu điện trước lần sử dụng đầu tiên theo hướng dẫn của đơn vị sản xuất. Khi dùng, không nên để ắc quy cạn kiệt rồi mới sạc sẽ làm giảm tuổi thọ của ắc quy.
- Đặt bộ lưu điện tại vị trí thoáng mát, thông thoáng, tránh chỗ có chứa các chất dễ gây cháy nổ, ẩm thấp, hạn chế sự tản nhiệt.
Phía trên là toàn bộ thông tin về bộ lưu điện UPS là gì. Một thiết bị điện đáng trang bị để đảm bảo duy trì nguồn điện liên tục cho các thiết bị điện và hệ thống điện hiệu quả hơn.
