Nhu cầu sử dụng bộ lưu điện ngày một tăng cao, giúp bảo vệ các thiết bị điện khỏi bị hỏng hóc và gián đoạn công việc gây ra bởi tình trạng mất điện đột ngột. Vậy để đảm bảo được chức năng trên, UPS đã vận hành dựa trên cơ chế nào? Hãy cùng mayruaxemay.vn tìm hiểu về sơ đồ mạch bộ lưu điện và nguyên lý vận hành nhé!
Tìm hiểu sơ đồ mạch bộ lưu điện và nguyên lý vận hành
NỘI DUNG BÀI VIẾT
Cấu tạo chung các thiết bị bộ lưu điện
Bộ lưu điện bao gồm nhiều phân loại khác nhau, bao gồm ups online, ups offline và ups line-interactive. Các dòng sản phẩm sẽ có cấu tạo chung bao gồm bộ ắc quy và main. Trong đó:
Các bộ phận cấu thành nên main bao gồm:
- Bộ chỉnh lưu và chuyển mạch
- Hệ thống các chi tiết bảo vệ
- Mạch biến đổi áp của thiết bị
- Bộ sạc điện
Một số bộ phận hỗ trợ quá trình làm việc của UPS:
- Các công tắc điều khiển và màn hình hiển thị các tín hiệu, trạng thái hoạt động
- Cổng kết nối đầu vào
- Cổng kết nối với các thiết bị tải
- Cổng kết nối mạng
Chi tiết sơ đồ mạch bộ lưu điện
Như trên đã chia sẻ, bộ lưu điện bao gồm 2 bộ phận chính:
- Bo mạch: hệ thống các linh kiện điện tử, đảm nhận chức năng đo kiểm, biến đổi điện năng và nạp điện cho ắc quy.
- Ắc quy: lưu trữ điện năng và cấp điện cho tải khi không có nguồn điện ngõ vào. Việc thời gian cấp điện cho các thiết bị tải dài hay ngắn sẽ phụ thuộc vào dung lượng và số lượng ắc quy. Sản phẩm có dung lượng ắc quy càng lớn thì thời gian lưu điện càng lâu.
Cấu tạo chung bộ lưu điện gồm có bo mạch và ắc quy
Do đó nếu ắc quy bị hư, UPS sẽ xuất hiện các hiện tượng như không còn khả năng lưu điện, thời gian lưu điện rất ngắn (ắc quy bị chai, không cầm điện). Trong trường hợp này, chúng ta chỉ cần thay ắc quy là bộ lưu điện có thể vận hành trở lại bình thường.
Tuy nhiên, nếu thay ắc quy mà UPS vẫn không hoạt động, nguyên nhân có thể là do phần main đã bị lỗi. Việc hiểu rõ sơ đồ mạch bộ lưu điện hỗ trợ bạn rất nhiều trong việc sửa chữa và khắc phục lỗi khi vận hành.
Sơ đồ khối UPS
UPS được chia làm các khối cơ bản sau:
- Khối khởi động (khối nguồn)
- Khối Converter
- Khối Inverter
- Khối nhận biết điện lưới
- Khối Charger
- Khối CPU
- Khối chuyển mạch
Chi tiết từng khối hoạt động sẽ được trình bày trong những phần tiếp theo.
Hình ảnh sơ đồ khối UPS
Khối nguồn
Khối nguồn có nhiệm vụ tạo ra nguồn điện 12V và 5V nhằm duy trì hoạt động của các linh kiện. Nếu khối nguồn hư, bo mạch sẽ không thể hoạt động.
Sơ đồ khối nguồn
Khối Converter
Khối Converter có chức năng biến đổi điện áp 12VDC từ ắc quy thành điện áp 150VDC.(340VDC). Kỹ thuật viên cần kiểm tra khối này nếu phát hiện không có Bus DC.
Sơ đồ khối Converter
Khối Inverter
Khối Inverter sẽ biến đổi điện áp Bus thành điện áp 220VAC phù hợp với các thiết bị tải.
Sơ đồ khối Inverter
Khối nhận biết điện lưới
Khối nhận biết điện lưới sẽ tiến hành kiểm tra nguồn lưới ngõ vào, tiếp nhận và xử lý điện nếu điện lưới không bị mất. Nếu điện lưới vẫn ổn định mà UPS không nhận, người dùng cần tiến hành kiểm tra khối này.
Sơ đồ khối nhận biết điện lưới
Khối sạc ắc quy
Có chức năng sạc đầy ắc quy khi có điện lưới.
Sơ đồ khối sạc ắc quy
Khối CPU
Khối CPU hay khối điều khiển trung tâm, là bộ phận điều khiển toàn bộ những hoạt động cần thiết của UPS như: kiểm soát điện áp ngõ ra, kiểm tra dung lượng pin, kiểm tra chất lượng pin và cảnh báo nếu có lỗi thông qua tín hiệu LED và âm thanh,…
Sơ đồ khối CPU
Nguyên lý hoạt động của UPS
Với sơ đồ bo mạch như trên, bộ lưu điện thường vận hành với 3 chế độ: bypass, normal hay battery. Nguyên lý vận hành chung sẽ là tích trữ năng lượng ở ắc quy, từ đó cung cấp điện cho các thiết bị tải nếu điện lưới bị mất.
Tuy nhiên, nguồn điện ắc quy luôn được thiết kế là dòng điện 1 chiều, trong khi điện lưới thông dụng và điện các thiết bị tải sử dụng đều là dòng xoay chiều. Do đó, bo mạch sẽ đảm nhận chức năng tiếp nhận dòng điện xoay chiều từ điện lưới, chuyển thành dòng 1 chiều để tích trữ trong ắc quy, đồng thời chuyển dòng 1 chiều này sang xoay chiều để cung cấp cho các thiết bị tải.
Nguyên lý vận hành bộ lưu điện offline
Đối với sản phẩm offline, khi có nguồn điện lưới, bộ lưu điện sẽ cho nguồn điện lưới qua bộ AVR rồi mới cấp cho tải. Như vậy, nhờ có bộ điều chỉnh điện áp tự động mà nguồn điện đầu ra luôn trong trạng thái ổn định, không phụ thuộc vào nguồn điện đầu vào.
Sản phẩm thường được sử dụng với các thiết bị điện đơn giản, công suất nhỏ hay những thiết bị ít nhạy cảm với điện lưới, đòi hỏi độ tin cậy thấp như máy in, PC,…
Bộ lưu điện offline sẽ không có chế độ Bypass nên không thể thực hiện Hot Swap thiết bị, không có khả năng mở rộng thời gian lưu điện cũng như chế độ ghép song song. Nguồn điện tạo ra cũng chỉ dưới dạng sóng bước (step wave), xung vuông nên không thích hợp sử dụng cho tải có động cơ dây quấn. Thiết bị chỉ khắc phục được các sự cố mất hiện đột ngột hay sụt áp mà không hỗ trợ trong những trường hợp méo hài, hạ áp từ từ, trượt tần, xung chuyển mạch….
Nguyên lý vận hành bộ lưu điện offline, online
Nguyên lý vận hành bộ lưu điện online
Đối với UPS online, nguồn điện sẽ được biến đổi thành dòng 1 chiều có điện áp tương đương với nguồn điện ắc quy. Sau đó, thông qua hệ thống Inverter, điện áp 1 chiều này sẽ được chuyển đổi thành dòng xoay chiều có công suất đầu ra phù hợp với các thiết bị điện đang sử dụng.
Với nguyên lý vận hành trên, khi mạng điện có bất kỳ sự cố nào thì bộ lưu điện vẫn sẽ cung cấp nguồn điện ổn định cho tải mà không xảy ra bất kỳ vấn đề nào. Thời gian chuyển mạch khi có sự cố sẽ bằng 0. Nguồn điện tạo ra dưới dạng sóng sine chuẩn, chạy được với tất cả các thiết bị điện kể cả những thiết bị điện tử nhạy cảm nhất. Đây chính là điểm khác biệt lớn nhất của sản phẩm online so với thiết bị offline.
Tổng kết
Trên đây là thông tin về sơ đồ mạch bộ lưu điện cũng như nguyên lý vận hành đối với từng phân loại UPS trên thị trường. Nếu có thắc mắc về một trong những thông tin mà chúng tôi cung cấp, vui lòng để lại bình luận hoặc liên hệ hotline 0965 327 282 – 0966 631 546 để được giải đáp.
