UPS là gì và nó hoạt động như thế nào?

UPS là gì? Hướng dẫn toàn diện về Hệ thống cấp nguồn liên tục (Uninterruptible Power Supply)

Trong thời đại công nghệ thâm nhập vào mọi khía cạnh của cuộc sống, từ các thiết bị cá nhân hàng ngày đến các hoạt động phức tạp của các doanh nghiệp quy mô lớn, nguồn điện ổn định không còn là một tiện ích xa xỉ mà đã trở thành một nhu cầu thiết yếu. Các sự cố mất điện, dao động điện áp và đột biến điện áp có thể gây ra những gián đoạn nghiêm trọng, dẫn đến mất dữ liệu, hư hỏng thiết bị và ngừng hoạt động. Đây chính là lúc Hệ thống Nguồn Điện Liên Tục (UPS) phát huy vai trò quan trọng như một biện pháp bảo vệ thiết yếu. Nhưng chính xác thì UPS là gì? Bài viết này sẽ cung cấp một phân tích chi tiết về UPS, bao gồm định nghĩa, các loại, ưu điểm, nhược điểm, các tình huống ứng dụng và các trường hợp thực tế, đồng thời nhấn mạnh cách các sản phẩm của BKPOWER có thể cung cấp các giải pháp hàng đầu cho các nhu cầu bảo vệ nguồn điện đa dạng.

Định nghĩa Hệ thống cấp nguồn liên tục (UPS)

MỘT Nguồn điện liên tục, thường được gọi là UPS, là một thiết bị điện được thiết kế để cung cấp nguồn điện dự phòng khi nguồn điện chính bị ngắt hoặc gặp sự cố như sụt áp, tăng áp hoặc mất điện tạm thời. Về cơ bản, một UPS Hệ thống kết hợp nguồn dự phòng bằng pin. Với khả năng điều chỉnh nguồn điện. Khi nguồn điện chính ổn định, UPS sạc pin nội bộ và cung cấp nguồn điện sạch, ổn định cho các thiết bị kết nối. Trong trường hợp mất điện hoặc các sự cố điện khác, UPS ngay lập tức chuyển sang chế độ hoạt động bằng pin, cho phép các thiết bị kết nối tiếp tục hoạt động trong một khoảng thời gian nhất định. Điều này giúp người dùng có thời gian lưu trữ công việc, tắt thiết bị an toàn hoặc chờ nguồn điện chính được khôi phục, từ đó ngăn ngừa mất dữ liệu và bảo vệ phần cứng khỏi hư hỏng tiềm ẩn.

Các thành phần cơ bản của hệ thống UPS bao gồm:​​

Các loại hệ thống UPS

Có ba loại chính của hệ thống UPS, mỗi loại có đặc điểm riêng biệt và phù hợp với các ứng dụng khác nhau:

UPS dự phòng (Tắt – ngoại tuyến)

• Cách thức hoạt độngTrong hệ thống UPS dự phòng, khi nguồn điện chính hoạt động bình thường, các thiết bị kết nối sẽ nhận điện trực tiếp từ nguồn điện chính. UPS vẫn ở chế độ dự phòng, chỉ truyền điện qua mà không qua xử lý nhiều. Nó liên tục theo dõi nguồn điện chính để phát hiện bất kỳ sự cố nào. Khi phát hiện sự cố mất điện, sụt áp hoặc tăng áp, UPS nhanh chóng chuyển sang chế độ chạy bằng pin bằng cách kích hoạt bộ biến tần. Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi này có thể mất vài mili giây, điều này có thể gây ảnh hưởng đến một số thiết bị nhạy cảm.

• Thuận lợiHệ thống UPS dự phòng có giá thành tương đối rẻ so với các loại khác. Chúng có thiết kế đơn giản và dễ lắp đặt, khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho người dùng gia đình và văn phòng nhỏ để bảo vệ các thiết bị như máy tính cá nhân, máy in và bộ định tuyến. Chi phí thấp và tính đơn giản của chúng cũng có nghĩa là chúng yêu cầu ít bảo trì hơn.

• Nhược điểmDo thời gian chuyển đổi ngắn, chúng không phải là lựa chọn lý tưởng để bảo vệ các thiết bị nhạy cảm cao như máy chủ hoặc thiết bị y tế, vốn yêu cầu quá trình chuyển đổi nguồn điện liên tục. Ngoài ra, chúng chỉ cung cấp mức bảo vệ hạn chế đối với các dao động nguồn điện nhỏ và có thể không xử lý hiệu quả các đợt tăng áp nguồn điện quy mô lớn.

Dòng – UPS tương tác

• Cách thức hoạt độngMáy UPS tương tác liên tục theo dõi nguồn điện chính và điều chỉnh điện áp một cách chủ động. Nó sử dụng biến áp để điều chỉnh điện áp đầu vào, đảm bảo điện áp đầu ra luôn ổn định ngay cả khi có những biến động nhỏ trong nguồn điện chính. Trong điều kiện hoạt động bình thường, các thiết bị kết nối nhận nguồn điện từ nguồn điện chính, và UPS điều chỉnh nguồn điện. Khi xảy ra sự cố nguồn điện nghiêm trọng, như mất điện hoàn toàn, UPS chuyển sang chế độ sử dụng pin, tương tự như UPS dự phòng, nhưng với thời gian chuyển đổi nhanh hơn.

• Thuận lợiHệ thống UPS tương tác (Line-interactive UPS) cung cấp khả năng điều chỉnh điện áp tốt hơn so với hệ thống UPS dự phòng (standby UPS), giúp bảo vệ các thiết bị kết nối khỏi hư hỏng do biến động điện áp gây ra. Chúng có khả năng xử lý các sự cố điện nhỏ mà không cần chuyển sang nguồn pin ngay lập tức, từ đó kéo dài tuổi thọ của pin. Ngoài ra, chúng cũng có giá thành thấp hơn so với hệ thống UPS trực tuyến (online UPS), làm cho chúng trở thành lựa chọn phù hợp cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ cũng như một số người dùng gia đình có thiết bị nhạy cảm với điện áp.

• Nhược điểmMặc dù chúng cung cấp khả năng bảo vệ tốt hơn so với UPS dự phòng, chúng vẫn có những hạn chế trong việc xử lý các sự cố điện nghiêm trọng. Trong trường hợp mất điện lớn, thời gian hoạt động của pin có thể tương đối ngắn và có thể không đủ để bảo vệ cơ sở hạ tầng quan trọng cần nguồn điện dự phòng lâu dài.

UPS trực tuyến (chế độ kép – chuyển đổi)

• Cách thức hoạt độngMột UPS trực tuyến Hoạt động bằng cách liên tục chuyển đổi nguồn điện AC từ nguồn điện chính thành nguồn điện DC, sau đó sử dụng nguồn điện DC này để sạc pin và cấp nguồn cho bộ biến tần. Bộ biến tần chuyển đổi nguồn điện DC trở lại thành nguồn điện AC, sau đó cung cấp cho các thiết bị kết nối. Điều này có nghĩa là các thiết bị kết nối luôn nhận nguồn điện từ bộ biến tần của UPS, bất kể trạng thái của nguồn điện chính. Pin luôn là một phần của đường dẫn nguồn, và trong trường hợp mất nguồn chính, không có sự chuyển đổi – vì các thiết bị đã đang hoạt động bằng nguồn điện do UPS cung cấp.

• Thuận lợi: UPS trực tuyến Các hệ thống này cung cấp mức độ bảo vệ nguồn điện cao nhất. Chúng đảm bảo quá trình chuyển đổi nguồn điện diễn ra mượt mà, đảm bảo rằng ngay cả các thiết bị nhạy cảm và quan trọng nhất, như máy chủ trung tâm dữ liệu, thiết bị chẩn đoán hình ảnh y tế và hệ thống điều khiển công nghiệp, vẫn hoạt động bình thường ngay cả khi xảy ra sự cố mất điện hoặc biến động nguồn điện. Ngoài ra, các hệ thống này còn cung cấp khả năng điều chỉnh điện áp vượt trội, xử lý nguồn điện và bảo vệ chống lại nhiễu điện và đột biến điện.

• Nhược điểmHệ thống UPS trực tuyến là loại đắt nhất do thiết kế phức tạp và các tính năng tiên tiến. Chúng cũng tiêu thụ nhiều năng lượng hơn so với các loại UPS khác, vì bộ biến tần luôn hoạt động. Ngoài ra, yêu cầu bảo trì của chúng thường cao hơn, và chi phí thay thế pin có thể đáng kể.

Lợi ích của việc sử dụng UPS

• Bảo vệ mất điệnƯu điểm chính của bộ lưu điện (UPS) là khả năng bảo vệ khỏi sự cố mất điện. Dù đó là sự cố mất điện ngắn hạn do sự cố mạng điện địa phương hay sự cố mất điện kéo dài do thảm họa thiên nhiên, UPS đảm bảo các thiết bị kết nối tiếp tục hoạt động, cho phép người dùng lưu công việc, tắt hệ thống một cách an toàn và tránh mất dữ liệu.

• Điều chỉnh điện áp và bảo vệ chống sétHệ thống UPS điều chỉnh điện áp cung cấp cho các thiết bị kết nối, ngăn ngừa hư hỏng do sụt áp, tăng áp và mất điện tạm thời. Chúng hoạt động như một bộ đệm giữa nguồn điện chính và thiết bị, lọc bỏ nhiễu điện và đảm bảo nguồn điện ổn định. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của thiết bị và giảm nguy cơ hỏng hóc phần cứng.

• Hoạt động liên tục cho các ứng dụng quan trọngTrong các ngành như y tế, trung tâm dữ liệu và tài chính, nơi hoạt động liên tục là yếu tố quan trọng, hệ thống UPS đóng vai trò thiết yếu. Ví dụ, trong bệnh viện, hệ thống UPS có thể duy trì hoạt động của các thiết bị y tế cứu sống trong trường hợp mất điện, đảm bảo an toàn cho bệnh nhân. Trong trung tâm dữ liệu, hệ thống UPS bảo vệ máy chủ và thiết bị lưu trữ, duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu và khả năng cung cấp dịch vụ.

• Tắt máy một cách nhẹ nhàngMáy nguồn dự phòng (UPS) cung cấp thời gian cần thiết để tắt máy một cách an toàn cho các thiết bị kết nối. Điều này đặc biệt quan trọng đối với máy tính và máy chủ, vì việc tắt máy không đúng cách có thể dẫn đến hỏng hệ thống tệp, mất dữ liệu và hư hỏng phần cứng. Với UPS, người dùng có thể lưu các tệp đang mở, đóng các ứng dụng và tắt hệ thống một cách có trật tự.

Những nhược điểm của việc sử dụng UPS

• Trị giáChi phí ban đầu để mua một bộ lưu điện (UPS) có thể khá cao, đặc biệt là đối với các mô hình có công suất lớn hoặc công nghệ tiên tiến như hệ thống UPS trực tuyến. Ngoài ra, chi phí thay thế pin theo thời gian cũng góp phần làm tăng tổng chi phí. Pin thường cần được thay thế sau mỗi 3–5 năm, tùy thuộc vào tần suất sử dụng và điều kiện môi trường.

• Kích thước và Trọng lượngCác hệ thống UPS có kích thước lớn, đặc biệt là những hệ thống sử dụng ắc quy có dung lượng cao, thường có kích thước cồng kềnh và nặng nề. Điều này có thể gây ra những thách thức trong việc lắp đặt và yêu cầu về không gian, đặc biệt là trong các văn phòng nhỏ hoặc nhà ở có diện tích hạn chế.

• Tuổi thọ pin và bảo dưỡngNhư đã đề cập, ắc quy UPS có tuổi thọ giới hạn và cần được bảo trì định kỳ. Theo dõi tình trạng ắc quy, đảm bảo sạc đúng cách và thay thế ắc quy khi cần thiết là những nhiệm vụ quan trọng để đảm bảo UPS hoạt động hiệu quả. Việc không bảo trì ắc quy có thể dẫn đến thời gian dự phòng giảm hoặc hỏng hóc hoàn toàn của UPS trong trường hợp mất điện.

Các trường hợp ứng dụng của UPS

Sử dụng tại nhà

Trong môi trường dân dụng, hệ thống UPS ngày càng được ưa chuộng để bảo vệ các thiết bị quan trọng như máy tính, máy chơi game, hệ thống giải trí gia đình và các thiết bị nhà thông minh. Một sự cố mất điện không chỉ làm gián đoạn công việc hoặc giải trí mà còn có thể gây hư hỏng cho các thiết bị này. Một hệ thống UPS dự phòng hoặc tương tác đường dây thường đủ cho sử dụng gia đình, cung cấp đủ nguồn điện dự phòng để lưu trữ công việc, tắt thiết bị an toàn hoặc duy trì hệ thống giải trí hoạt động trong một khoảng thời gian ngắn khi mất điện.

Doanh nghiệp vừa và nhỏ

Các doanh nghiệp vừa và nhỏ phụ thuộc vào máy tính, máy chủ và các thiết bị văn phòng khác cho các hoạt động hàng ngày của mình. Hệ thống UPS bảo vệ các tài sản này khỏi các vấn đề liên quan đến nguồn điện, đảm bảo sự liên tục của hoạt động kinh doanh. Hệ thống UPS tương tác có thể là giải pháp hiệu quả về chi phí để bảo vệ mạng văn phòng, máy tính và máy in, trong khi hệ thống UPS trực tuyến có thể được yêu cầu cho các doanh nghiệp có hệ thống quan trọng hơn, như các trang web thương mại điện tử hoặc những doanh nghiệp có cơ sở dữ liệu tiếp xúc trực tiếp với khách hàng.

Trung tâm dữ liệu​

Trung tâm dữ liệu là xương sống của thế giới số, chứa hàng nghìn máy chủ và thiết bị lưu trữ cần hoạt động 24/7. Bất kỳ sự cố mất điện nào cũng có thể dẫn đến tổn thất tài chính nghiêm trọng, hỏng dữ liệu và gián đoạn dịch vụ. Hệ thống UPS trực tuyến là tiêu chuẩn trong các trung tâm dữ liệu, cung cấp nguồn điện dự phòng lâu dài, điều chỉnh điện áp ưu việt và chuyển đổi nguồn điện mượt mà để đảm bảo hoạt động liên tục của máy chủ và tính toàn vẹn của dữ liệu lưu trữ.

Cơ sở chăm sóc sức khỏe

Các bệnh viện và cơ sở y tế phụ thuộc vào nguồn điện liên tục để vận hành các thiết bị y tế cứu sống, như máy thở, máy theo dõi và thiết bị phẫu thuật. Hệ thống UPS trong môi trường y tế phải tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và độ tin cậy nghiêm ngặt. Hệ thống UPS trực tuyến thường được sử dụng để đảm bảo rằng các thiết bị y tế quan trọng vẫn được cấp điện trong trường hợp mất điện, bảo vệ tính mạng bệnh nhân và đảm bảo hoạt động trơn tru của cơ sở.

Các trường hợp thực tế với BKPOWER

Trường hợp 1: Trung tâm Dữ liệu của Công ty Thương mại Điện tử​

Một tập đoàn thương mại điện tử lớn với trung tâm dữ liệu quy mô lớn đã phải đối mặt với tình trạng mất điện thường xuyên trong khu vực, gây ra những gián đoạn nghiêm trọng cho hoạt động kinh doanh trực tuyến của công ty. Hệ thống máy chủ và lưu trữ của công ty có nguy cơ mất dữ liệu và hư hỏng phần cứng. BKPOWER đã cung cấp giải pháp UPS trực tuyến được tùy chỉnh. Hệ thống UPS được thiết kế để đáp ứng yêu cầu công suất cao của trung tâm dữ liệu và cung cấp nguồn điện dự phòng trong thời gian dài. Với các tính năng tiên tiến như quản lý pin thông minh, giám sát thời gian thực và chuyển đổi liền mạch, hệ thống UPS của BKPOWER đảm bảo hoạt động của trung tâm dữ liệu không bị gián đoạn trong các lần mất điện tiếp theo. Kết quả là, công ty thương mại điện tử không gặp phải thời gian ngừng hoạt động, bảo vệ dữ liệu khách hàng quan trọng và duy trì doanh số bán hàng trực tuyến cùng uy tín của mình.

Trường hợp 2: Khoa Hồi sức Cấp cứu của Bệnh viện Địa phương​

Khoa Hồi sức tích cực (CCU) của một bệnh viện địa phương đang cần một... UPS đáng tin cậy Hệ thống cấp nguồn cho thiết bị y tế cứu sống. Hệ thống UPS hiện có đã lỗi thời và không thể cung cấp đủ nguồn dự phòng trong trường hợp mất điện kéo dài. BKPOWER đã lắp đặt hệ thống UPS trực tuyến hiệu suất cao được thiết kế riêng cho các ứng dụng y tế. Hệ thống UPS đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn an toàn cần thiết và được tích hợp với hệ thống quản lý nguồn điện của bệnh viện. Trong một sự cố mất điện lớn do cơn bão mạnh gây ra, hệ thống UPS của BKPOWER đã chuyển sang nguồn pin một cách trơn tru, đảm bảo rằng các máy thở, máy theo dõi tim và các thiết bị quan trọng khác trong đơn vị chăm sóc đặc biệt (CCU) tiếp tục hoạt động mà không bị gián đoạn. Điều này không chỉ cứu sống hàng trăm bệnh nhân mà còn chứng minh độ tin cậy và hiệu quả của các giải pháp UPS của BKPOWER trong môi trường y tế.

Tóm lại, việc hiểu rõ về UPS và các khía cạnh của nó là điều cần thiết đối với bất kỳ ai phụ thuộc vào nguồn điện ổn định. Cho dù là để bảo vệ các thiết bị cá nhân tại nhà, đảm bảo tính liên tục của hoạt động kinh doanh cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ, hay bảo vệ cơ sở hạ tầng quan trọng trong các trung tâm dữ liệu và cơ sở y tế, UPS là một khoản đầu tư không thể thiếu. BKPOWER, với dòng sản phẩm và giải pháp UPS chất lượng cao đa dạng, cam kết cung cấp giải pháp bảo vệ nguồn điện đáng tin cậy cho nhiều ứng dụng khác nhau. Truy cập www.bkpower.cn Khám phá danh mục sản phẩm đa dạng của chúng tôi và tìm giải pháp UPS hoàn hảo cho nhu cầu bảo vệ nguồn điện của bạn.