So sánh các loại UPS line-interactive, online và offline

UPS là thiết bị điện rất phổ biến hiện nay. Hiện có 3 loại UPS Line-interactive, online và offline. Bài viết này nhằm mục đích giúp các bạn hiểu rõ hơn 3 loại UPS này và lựa chọn loại phù hợp nhất cho thiết bị của mình.

UPS Line-interactive vs UPS Online vs UPS Offline: nguyên lý làm việc

UPS: Bộ lưu điện (Uninterruptible Power Supply) là một thiết bị lưu trữ điện dự phòng, cấp nguồn liên tục cho các thiết bị điện trong trường hợp nguồn điện lưới xảy ra sự cố mất điện, không ổn định tăng giảm điện áp đột ngột… UPS sẽ đảm bảo duy trì nguồn điện trong một khoảng thời gian tương ứng với công suất thiết kế để thiết bị tiếp tục vận hành ổn định cho đến khi được tắt đúng cách, hoặc máy phát điện hoạt động. Điều này, giúp người sử dụng tránh được tình trạng hư hỏng của thiết bị và lưu trữ kịp thời những thông tin dữ liệu quan trọng. Hiện nay có ba loại UPS chính là:  Line-interactive UPS vs Online UPS vs Offline UPS, sẽ được minh họa rõ ràng trong phần sau.

UPS offline – Bảo vệ nguồn cấp đầu vào

Trong hệ thống UPS offline: khi nguồn điện lưới cung cấp bình thường,  tải sẽ được cấp nguồn trực tiếp từ nguồn điện lưới và mạch nguồn dự phòng sẽ chỉ được cấp đến tải khi nguồn điện lưới bị mất.

Nói một cách cụ thể, tải được cấp trực tiếp từ nguồn điện lưới chứ không phải đầu ra của UPS ( sau bộ chuyển đổi DC/AC). Nó bao gồm các bộ phận chính: phần lưu trữ năng lượng ( ắc quy), bộ sạc ắc quy và bộ chuyển đổi DC-AC ngoại tuyến khi có nguồn điện lưới .

 Mặc dù bộ sạc cho ắc quy vẫn được kết nối với nguồn điện lưới để đảm bảo ắc quy luôn được sạc đầy nhưng khi điện áp nguồn không đạt hoặc vượt quá giới hạn, bộ chuyển mạch sẽ ngay lập tức hoặc trễ trong vài ms sẽ ngắt nguồn lưới chuyển sang nguồn sau chỉnh lưu để kết nối đầu ra tới tải.

Với dòng UPS offline: nguồn đầu ra UPS thường không có chức năng ổn áp đầu ra, thời gian chuyển mạch có trễ cỡ 10ms

UPS Line-interactive—Bảo vệ nguồn cấp trung gian

Nhằm khắc phục nhược điểm của UPS Offline, loại UPS Offline công nghệ Line-interactive được tích hợp nhiều tính năng hơn trong nguyên lý hoạt động nên chúng có giá thành cao hơn so với loại UPS offline.

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.

Trong thiết kế thông minh này, bộ chuyển đổi điện từ nguồn ắc quy sang điện xoay chiều luôn được kết nối với đầu ra của UPS. Khi nguồn điện xoay chiều đầu vào bình thường, bộ chuyển đổi DC/AC của UPS sẽ hoạt động ngược lại và cung cấp nguồn điện cho ắc quy. Khi nguồn điện đầu vào bị lỗi, công tắc chuyển đổi sẽ mở và nguồn điện sẽ truyền từ ắc quy đến đầu ra của UPS. Thiết kế này cung cấp khả năng lọc bổ sung và giúp giảm quá độ chuyển mạch do bộ nghịch lưu luôn bật và được kết nối với đầu ra.

UPS online—Bảo vệ nguồn tối ưu

  Khắc phục hoàn toàn những nhược điểm của dòng UPS Offline, dòng UPS Online với công nghệ Online Double Conversion 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 Chuyển đổi nghịch lưu DC/AC. 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. Như vậy có thể thấy rằng khi lưới điện xảy ra bất kỳ sự cố nào thì thiết bị của bạn vẫn luôn được an toàn.

 Trong UPS online (còn gọi là chuyển đổi kép), đầu vào xoay chiều đang sạc nguồn ắc quy dự phòng cung cấp năng lượng cho biến tần đầu ra, do đó, việc lỗi của dòng điện xoay chiều đầu vào sẽ không gây ra kích hoạt công tắc chuyển đổi. Điều đó có nghĩa là, nếu xảy ra mất điện, bộ chỉnh lưu sẽ rời khỏi mạch và ắc quy sẽ giữ nguồn điện ổn định và không thay đổi. Không có thời gian chuyển đổi trong thời gian mất điện. Khi có điện trở lại, bộ chỉnh lưu sẽ tiếp tục mang phần lớn tải và bắt đầu sạc ắc quy, mặc dù dòng sạc có thể bị hạn chế để ngăn bộ chỉnh lưu công suất cao làm ắc quy quá nóng và làm sôi chất điện phân.

UPS Line-interactive vs UPS Online vs UPS Offline: chức năng

Tất cả ba loại nêu trên được thiết kế để bảo vệ phần cứng và thiết bị điện khi có thể xảy ra sự cố mất điện bất ngờ. Tuy nhiên, do nguyên tắc làm việc khác nhau, khả năng bảo vệ nguồn và thiết bị điện của chúng là khác nhau.

Tăng cường/Chống ồn

Cả ba hệ thống UPS đều có chức năng triệt tiêu đột biến và lọc nhiễu đường dây để bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng do sét, đột biến điện áp và nhiễu đường điện từ (EMI/RFI). Đặc biệt, hệ thống UPS online cung cấp khả năng bảo vệ vượt trội nhờ hoạt động chuyển đổi kép giúp cách ly thiết bị khỏi các sự cố của dòng điện xoay chiều.

Thời gian chuyển sang ắc quy

Khi mất điện xảy ra, thời gian chuyển đổi sang ắc quy của các hệ thống UPS khác nhau:

Việc mất điện đối với tải thường từ 2 đến 10 mili giây là không thể tránh khỏi trong các hệ thống UPS offline.

Các hệ thống UPS line interactive thường chuyển từ nguồn điện lưới sang nguồn điện ắc quy trong vòng 2 đến 4 phần nghìn giây, đủ nhanh để giữ cho thiết bị nhạy cảm với nguồn điện nhất hoạt động mà không bị gián đoạn.

Hệ thống UPS online gần như không có độ trễ chuyển đổi giữa nguồn lưới và nguồn ắcqui dự phòng, bởi vì biến tần đã cung cấp điện liên tục cho tải khi xảy ra mất điện.

Điều chỉnh điện áp

Việc điều chỉnh điện áp là rất quan trọng, đặc biệt đối với điều kiện điện áp thấp:

Các hệ thống UPS offline interactive sử dụng mạch ổn áp (AVR) để điều chỉnh điện áp bất thường mà không cần chuyển sang ắc quy. Khi điện áp của điện lưới quá cao hoặc quá thấp, loại UPS này sẽ phát hiện và mạch ổn áp tự động hoạt động sẽ điều chỉnh điện áp đầu ra đảm bảo đúng tải như yêu cầu.

Các hệ thống UPS online áp dụng phương pháp điều chỉnh điện áp chính xác hơn: hoạt động "chuyển đổi kép" liên tục, cách ly thiết bị được kết nối khỏi các sự cố của dòng điện xoay chiều, bao gồm mất điện, mất điện, quá điện áp, méo hài, xung điện và biến đổi tần số.

Khi không hoạt động từ ắc quy, các hệ thống UPS line interactive thường điều chỉnh đầu ra trong khoảng ±8-15% điện áp định danh (ví dụ: 120V, 208V, 230V hoặc 240V), trong khi các hệ thống UPS trực tuyến thường điều chỉnh điện áp trong khoảng ±2-3 %.

Trên thực tế, có một số sự cố phổ biến về điện có thể xảy ra trong hoạt động hàng ngày. Bảng dưới đây sẽ trình bày liệu hệ thống UPS nêu trên có bảo vệ chống lại các sự cố hay không:

Ưu và nhược điểm của 3 loại UPS

UPS offline

UPS line interactive

UPS online

Ứng dụng của 3 loại UPS

Do tính chất kinh tế và hiệu suất năng lượng cao hơn, UPS offline được sử dụng phổ biến nhất cho các hộ gia đình, văn phòng nhỏ với ngân sách thiết kế nguồn thấp và một số lĩnh vực có yêu cầu tương đối thấp về chất lượng nguồn điện. Giá trị tốt nhất cho máy tính cá nhân và cũng thích hợp cho máy in, máy quét, nguồn điện khẩn cấp và EPABX.

Lựa chọn phổ thông hơn, UPS line interactive đáp ứng nhu cầu đòi hỏi độ tin cậy nguồn điện cao , lý tưởng cho các máy hệ thống tính gia đình, doanh nghiệp nhỏ và vừa. Ở một số khu vực có cơ sở hạ tầng khó khăn, nơi điện áp đường dây AC không ổn định, dao động mạnh hoặc bị biến dạng cao, UPS line interactive có thể cần sạc ắc quy một hoặc hai lần một ngày hoặc thậm chí thường xuyên hơn.

Hệ thống UPS online thông minh nhất, được coi là giải pháp mặc định để cung cấp nguồn dự phòng và bảo vệ cho các thiết bị và máy chủ quan trọng tại các trung tâm dữ liệu, cũng có thể được áp dụng trong các lĩnh vực như máy tính, giao thông vận tải, ngân hàng, chứng khoán, thông tin liên lạc, yêu cầu y tế một nguồn cung cấp điện thời gian dài. Cụ thể, đối với một số ổ đĩa động cơ cảm ứng và các ứng dụng điều khiển động cơ tương tự khác, thiết bị chăm sóc đặc biệt, thiết bị y tế, thiết bị điện nhạy cảm.

Nên chọn UPS nào?

Bảng dưới đây tóm tắt một số điểm chính đã được phân tích giữa ba loại UPS:

Khi xem xét giải pháp UPS, hãy lưu ý loại UPS và mức độ bảo vệ tương ứng. Sự khác biệt chính giữa UPS online và offine so với line interactive nằm ở nguyên tắc làm việc của chúng. Điều này phản ánh sự đa dạng về tính năng, chức năng, lợi ích và hạn chế của chúng. Hơn nữa, thiết kế bên trong cấu trúc liên kết của UPS sẽ ảnh hưởng nhiều hơn đến cách nó sẽ hoạt động trong các môi trường ứng dụng khác nhau.

Công ty LISATECH hiện phân phối các loại UPS online, offline và line interactive với chất lượng tốt và giá thành hợp lý. Xin tham khảo thông tin sản phẩm tại đây.

Bộ cứu hộ thang máy 1 pha Soji sản xuất tại Việt Nam