لماذا توفر طوبولوجيا UPS عبر الإنترنت فقط حماية الحمل الحرج للمهام؟ يتم تصنيف أنظمة UPS الحديثة والثابتة على نطاق واسع إلى ثلاثة بنيات تصميمية: متصلة بالإنترنت وغير متصلة بالإنترنت وتفاعلية عبر الإنترنت. يصف هذا المنشور الأنواع الثلاثة ويقارنها ويشرح لماذا - بالنسبة للأحمال الحرجة حقًا - تعتبر طوبولوجيا UPS عبر الإنترنت هي النهج الوحيد المقبول.

يواجه المسؤولون التنفيذيون في المنشأة اليوم طلبات متزايدة على إمدادات نظيفة ومستقرة من الطاقة الكهربائية. وهذا صحيح بشكل خاص في المرافق ذات المهام الحرجة مثل مراكز البيانات. لكن بناء الأنظمة الكهربائية لا يخلو من الاضطرابات. تعد ارتفاعات الجهد الكهربائي وانقطاع التيار الكهربائي والضوضاء الكهربائية وتشويه الموجة الجيبية وانقطاع التيار الكهربائي كلها حوادث شائعة بسبب مجموعة واسعة من الأعطال داخل وخارج المنشأة. بافتراض أن تصميم UPS يستخدم البطاريات - التي تظل الشكل الأكثر شيوعًا لتخزين الطاقة لتطبيقات النسخ الاحتياطي - فإنه يحتوي دائمًا على ثلاثة عناصر رئيسية لدعمها، بغض النظر عن الهيكل: شاحن أو مقوم/شاحن، وعاكس، ومفتاح ثابت. ومع ذلك، تعتمد الطريقة التي يتم بها نشر هذه الكتل البرمجية الإنشائية على هيكل UPS.

طوبولوجيا UPS خارج الخط

في النظام غير المتصل بالإنترنت، يتم تشغيل الحمل الحرج مباشرة من مدخلات التيار المتردد الخام أثناء التشغيل العادي. يتجاوز مصدر الإمداد الوارد عناصر تحويل طاقة UPS لتوصيل الحمل مباشرة بالمفتاح الثابت. يؤدي هذا إلى نقل الحمل إلى خرج العاكس فقط في حالة فشل مصدر التيار الكهربائي، أو تجاوز حدود الجهد أو التردد المحددة مسبقًا، أو ظهور بعض الحالات الشاذة الأخرى.

يمكن لهذه الهيكلية أن تروق لبعض المستخدمين لأنها توفر وفورات في التكاليف. نظرًا لتجاوز مراحل تحويل UPS أثناء التشغيل العادي، تعمل UPS بكفاءة أكبر، مع فقد أقل ومتطلبات تبريد أقل. يتم أيضًا تقليل التكاليف الرأسمالية نظرًا لأن UPS غير المتصل بالإنترنت يمكنه استخدام مكونات ذات تصنيف أقل ولا يحتاج إلى مقوم للطاقة.
ولكن في مقابل ذلك، هناك اعتبار أنه طوال التشغيل العادي، سيتعرض الحمل لشكل موجة لا يتم تنظيمه بشكل وثيق ويتعرض للاضطرابات القادمة من أنابيب المرافق. على الرغم من أن هذه الأنظمة عادةً ما تتمتع بدرجة من قمع الارتفاع وتصفية الترددات اللاسلكية، إلا أن مستوى التعرض يظل قائمًا. بالإضافة إلى ذلك، هناك انقطاع لا مفر منه في إمداد الحمل يبلغ عادةً من 2 إلى 10 مللي ثانية بينما يقوم المفتاح الثابت بنقل الحمل بين مخرج العاكس ومصدر التيار الكهربائي.

طوبولوجيا الخط التفاعلية UPS

الأنظمة التفاعلية الخطية هي متغيرات خارج الخط تحاول تقديم مستوى أعلى من الأداء من الأنواع التقليدية عن طريق إضافة ميزات تنظيم الجهد في الخط الجانبي. يستخدم التصميمان الأكثر شيوعًا للخط التفاعلي إما محول باك/معزز أو محول رنين حديدي. إنها تعمل على تحسين الأنظمة التقليدية غير المتصلة بالإنترنت من خلال توفير درجة من التنظيم التلقائي للجهد، وربما عن طريق تقليل استخدام بطارية UPS والتدهور المرتبط بعمر البطارية.

طوبولوجيا UPS عبر الإنترنت

يختلف نظام UPS المتصل بالإنترنت بشكل أساسي عن الأنواع غير المتصلة بالإنترنت، حيث أنه أثناء التشغيل العادي، تتدفق طاقة التيار الكهربائي عبر المقوم/الشاحن والعاكس قبل الوصول إلى الحمل. يُشار أحيانًا إلى تصميم UPS هذا على أنه طوبولوجيا UPS عبر الإنترنت للتحويل المزدوج، نظرًا لمرحلتي التحويل الخاصتين بـ AC-DC وDC-AC، ويوفر أكبر درجة من سلامة الإمداد الحرجة حيث يتم تزويد الحمل بمعالجة جيدة - تنظيم السلطة في جميع الأوقات. يتم أيضًا حماية الحمل من انحرافات مصدر الإدخال لأن المقوم والعاكس يعملان كحاجز أمام الضوضاء المنقولة بالتيار الكهربائي ورحلات الجهد العابر.

إذا خرج مصدر الإدخال عن نطاق الجهد الكهربي المحدد مسبقًا (عادةً +10% إلى -20%) أو التردد، أو تعرض لفشل كامل، فسيستمر العاكس في العمل من طاقة البطارية. الحدث شفاف تمامًا بالنسبة للتحميل نظرًا لعدم وجود عملية نقل. لهذه الأسباب، فإن معظم مالكي مراكز البيانات، أو المستخدمين الآخرين المسؤولين عن عمليات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات ذات المهام الحرجة، سيختارون دائمًا الحلول عبر الإنترنت. إنها الطريقة الوحيدة التي توفر حماية شاملة حقًا للحمل في جميع الأوقات. تصبح تكلفتها الإضافية ضئيلة بالمقارنة مع عواقب فشل النظام الكارثي - وهو نتيجة محتملة لمشكلة إمدادات التيار الكهربائي التي تم السماح لها بالوصول إلى الحمل الحرج.