صورة علي جبر الكعبيعلي جبر الكعبيأستاذ الحاسوب · التعليم المهني

جهاز عدم انقطاع التيار UPS

جهاز عدم انقطاع التيار (UPS)

يؤثر انقطاع التيار الكهربائي عن الحاسوب تأثيراً سلبياً؛ فالحاسوب جهاز حساس وأي انقطاع في الطاقة خلال تشغيله قد يؤثر على مكوناته، وأولها القرص الصلب الذي يحتوي على المعلومات، وقد يؤذيه انقطاع واحد بحيث يصعب تشغيل الحاسوب من جديد وتضيع المعلومات نهائياً.

كما يؤثر تكرار الانقطاع في تلف اللوحة الأم والشاشة ومجهز القدرة وجهاز تنظيم التيار داخل الجهاز. ولحماية الجهاز يجب استخدام جهاز (UPS).

شكل ٥-٢ جهاز UPS

تعريف UPS وطريقة عمله

وزاري: تكرر ٥ مرات

(UPS) هو جهاز كهربائي يقوم بتمرير الطاقة الكهربائية الداخلة عليه إلى أجهزة الحاسوب الموصولة معه (علبة النظام والشاشة) دون أن يغير فيها أي شيء، وفي الوقت نفسه يخزن الطاقة الكهربائية داخل بطاريات خاصة موجودة بداخله، والتي توفر استمرار مرور التيار في الحاسوب عند انقطاع مصدر التغذية لفترة زمنية معينة.

حالة وجود الكهرباء الوطنية

وزاري: تكرر ٨ مرات

مع وجود الكهرباء الوطنية يكون جهاز (UPS) متصلاً بمدخل المصدر الكهربائي الرئيسي للحاسوب؛ يستمر شحن البطارية وتتوقف مرحلة العاكس (Inverter) الذي يعمل على تحويل التيار المستمر (DC) إلى متناوب (AC)، بينما يعمل الشاحن على تحويل التيار المتناوب (AC) إلى مستمر (DC) لشحن البطارية.

شكل ٥-٣ تشغيل جهاز الحاسوب بوجود الكهرباء الوطنية

حالة انقطاع الكهرباء

وزاري: تكرر ٨ مرات

في حالة انقطاع المصدر الكهربائي (AC) تعمل البطارية على تشغيل العاكس (Inverter) لتوليد الفولتية (AC) بالقيمة 220V وبالتردد 50Hz الذي يوصل إلى مدخل جهاز الحاسوب، ويستمر بالعمل لفترة من الزمن تعتمد على كمية شحن البطارية وسعتها ومقدار القدرة لجهاز (UPS).

شكل ٥-٤ تشغيل جهاز الحاسوب في حالة انقطاع المصدر الكهربائي (AC)
تذكّر

['عند انقطاع الكهرباء تُشغّل البطارية العاكس ليولّد (220V / 50Hz). والشاحن يحوّل AC إلى DC لشحن البطارية.']

أحجام UPS ومكوناته

وزاري: تكرر مرتين

تختلف تصاميم أجهزة (UPS) وحجمها حسب الشركات المصنعة وحسب قدرتها اعتماداً على استخدامها. ويكون بداخلها مراوح تبريد وصوتها مرتفع نوعاً ما في الأجهزة ذات القدرات العالية، أما الأجهزة البسيطة ذات القدرات الواطئة فتكون صغيرة الحجم وحرارتها قليلة وبدون مراوح.

ويتكون جهاز (UPS) من: محولة، ومقوم، ومنظم جهد كهربائي، وبطاريات، وشاحن للبطاريات، ودائرة تحكم إلكترونية مزودة بمعالج (CPU)، ويوجد أيضاً نظام يقوم بفلترة الكهرباء أي تنقيتها لإتمام الجهد الكهربائي الخارج المطلوب.

شكل ٥-٥ جهاز UPS من الأمام والخلف
شكل ٥-٦ مراحل وحدة التقويم والشحن لجهاز UPS

حساب قدرة UPS

هناك طريقة رياضية لحساب القدرة المطلوبة لجهاز (UPS) من خلال قدرة مجهز القدرة للحاسوب؛ فإذا كان مجهز القدرة قدرته 400 واط نقسم هذه القيمة على الرقم 0.62 فينتج قدرة جهاز (UPS) وهي 645 VA أو أقرب قيمة لها.

ويفضل أن تكون قدرة الجهاز: للجهاز المتوسط الأداء (٥٥٠–٦٠٠) فولت أمبير، وللجهاز العالي الأداء (٨٠٠–١٠٠٠) فولت أمبير.

ملاحظة: بعض أجهزة (UPS) يأتي معها وصلة (USB) توصل بالحاسوب، ومن خلال برنامج يمكن التحكم بالفترة التي سينتظرها الحاسوب قبل إغلاقه تلقائياً بعد انقطاع الكهرباء.

بطاريات UPS

يعتمد وقت التشغيل لبطاريات (UPS) على نوعها وحجمها ومعدل التفريغ وكفاءة العاكس، وتمثل السعة الكلية لبطارية (الرصاص – الحامض) (Lead-Acid Battery) معدل أداء التفريغ، ولهذا توجد أنواع وأحجام مختلفة لهذه البطاريات.

والبطارية القديمة لا تعمل عند انقطاع المصدر، ولذلك ينتهي زمن التشغيل سريعاً.

أنواع أجهزة UPS

وزاري: تكرر ٤ مرات
شكل ٥-٩ جهاز (Standby) Off Line UPS
شكل ٥-١٠ جهاز Line Interactive UPS
شكل ٥-١١ جهاز True On Line Double Conversion UPS
شكل ٥-١٢ جهاز Online UPS

التمرين (١٨): زيادة زمن عمل UPS

اختبر نفسك