• Thứ Sáu, 09/01/2004 09:44 (GMT+7)

    Uninterruptible Power Supply

    Định Nghĩa:
    Uninterruptible Power Supply (UPS) là thiết bị cung cấp điện năng có khả năng duy trì điện thế ổn định ngay khi nguồn điện chính bị ngưng. Mạch lọc của thiết bị sẽ cấp nguồn cho máy tính, máy chủ hay những thiết bị mạng có liên quan để chúng không bị tắt hay mất dữ liệu vì lý do nguồn điện bị ngắt đột ngột.

    Hãy tưởng tượng: bạn đang dồn hết tâm trí thực hiện bảng báo cáo quan trọng cần phải hoàn tất gấp rút trên máy tính... và điệp cúp! Bao nhiêu điều tệ hại sẽ xảy ra?

    Đầu tiên, bạn có thể mất dữ liệu quan trọng. Nếu điện cúp trong lúc máy tính ghi dữ liệu lên đĩa, đĩa sẽ gặp sự cố nghiêm trọng về cấu trúc luận lý và một số tập tin có thể sẽ bị mất.

    Ngay cả với sự gián đoạn nguồn điện rất ngắn (vài phần ngàn giây) cũng có thể gây ra nhiều vấn đề. Thời gian gián đoạn càng dài thì càng có nguy cơ trục trặc nhiều hơn. Nếu trục trặc xảy ra với máy chủ, bạn có thể tổn thất cả về mặt kinh doanh đối với khách hàng và năng suất làm việc của nhân viên.


    Theo một nghiên cứu của IBM, một trạm làm việc có thể gặp hơn 120 sự cố về nguồn trong mỗi tháng. Hỏng hóc điện nguồn chiếm 45,3% nguyên nhân gây mất toàn bộ dữ liệu.

    Những chuyện này có thể tránh được bằng loại UPS tốt, phù hợp với mức công suất của máy tính và thiết bị mạng. Nó bảo đảm cung cấp nguồn điện “sạch” bằng cách hiệu chỉnh mọi sự giảm áp, quá tải, trồi sụt thất thường cũng như các loại nhiễu.

    Nếu xảy ra cúp điện, UPS sẽ thông báo cho bạn và sau đó tự động tắt các thiết bị. Khoảng thời gian chuyển tiếp này có thể bảo đảm cho bạn không bị mất dữ liệu, ngay cả thông tin lưu trong bộ nhớ đệm.

    Những loại thiết bị mỏng gắn trên giá chuyên dụng (rack) như máy chủ và hệ thống đĩa chỉ cao chưa đến 10cm, cho nên mật độ sẽ rất dày; và vì thế có thể làm quá tải nguồn, gây ra sự sụt áp đột ngột hay thậm chí gây cháy.

     

    Chọn loại UPS nào?

    UPS có ba loại khác nhau và việc chọn đúng loại cần thiết sẽ bảo đảm cung cấp đủ nguồn điện đạt yêu cầu cho trạm làm việc và trung tâm dữ liệu, đồng thời bảo đảm việc cấp nguồn trong thời gian bị mất điện.

    - Loại cấp điện dự phòng (standby): thích hợp cho trạm làm việc riêng lẻ, UPS cấp điện dự phòng hay off-line sử dụng trực tiếp điện lưới. Cấu hình này được gọi là sự chuyển đổi đơn, nghĩa là nó chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng một chiều (DC) để nạp cho ac-qui. Khi dòng điện chính gặp sự cố, bộ chuyển điện hoạt động ở chế độ dự phòng sẽ chuyển dòng điện DC của ac-qui thành dòng AC để cấp nguồn trong một thời gian hạn chế.

    - UPS tương tác (line-interactive): Loại thiết bị này, thích hợp với những phần cứng quan trọng, có thêm những bộ cảm biến giữa nguồn vào và nguồn ra, cho phép bộ chuyển điện của UPS chấp nhận nguồn điện vào và cung cấp nguồn điện ra đã được hiệu chỉnh phù hợp với tải. Tương tự loại UPS dự phòng, UPS tương tác có thể khá rẻ và hiệu quả vì nó hỗ trợ toàn bộ tải quan trọng trong trường hợp điện nguồn có sự cố....

    - UPS trực tuyến, chuyển đổi kép (double-conversion online): Thiết kế này có quy trình xử lý kép về nguồn. Các bộ chỉnh lưu sẽ chuyển dòng AC thành dòng DC của UPS. Mặt khác bộ chuyển điện sẽ lấy nguồn DC và tạo ra nguồn AC để cấp cho các thiết bị. Trong điều kiện hoạt động bình thường, ắc-qui nối với dòng DC sẽ được nạp. Bất cứ lúc nào nguồn điện vào không đúng yêu cầu, ac-qui sẽ cấp nguồn cho bộ chuyển điện và các thiết bị. Thiết kế này mang lại khả năng bảo vệ tốt nhất cho máy chủ, thiết bị mạng và trung tâm dữ liệu.

    Loại UPS này có trên thị trường từ những năm 1980, có hệ số công suất thấp (xem phần thuật ngữ) và việc chuyển mạch trong quá trình hoạt động có thể tạo ra những dòng điện hài về nguồn điện chính. Những sóng hài này có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng của dòng điện chính và có khả năng  gây ra những sự cố từ trục trặc máy tính cho đến hỏa hoạn.

    Hiện nay, có nhiều UPS được trang bị mạch hiệu chỉnh công suất (PFC), vì thế có thể đạt được PF bằng 1,0; giúp loại trừ các sự cố trên. Loại UPS này có thể bảo vệ số máy chủ gấp hai lần so với loại không có PFC và có thể coi là chọn lựa tốt nhất cho những thiết bị dùng rack.

    Ngược lại, UPS không có PFC chỉ lấy nguồn trong khoảng điện thế đỉnh của sóng nguồn nên có thể gây ra hiện tượng méo và tiêu tốn hơn 40% điện năng so với mức thông thường của UPS. Uỷ Ban Kỹ Thuật Điện Quốc Tế (IEC) chuyên trách về mọi lĩnh vực của kỹ thuật điện đã đề xuất các chuẩn cho vấn đề nhiễu sóng hài, điện từ và tần số vô tuyến để yêu cầu các nhà sản xuất đưa mạch PFC vào mọi loại thiết bị cấp điện.

    Khác với loại UPS chuyển đổi kép, loại UPS trực tuyến mới dùng cơ chế chuyển đổi delta, cho phép giảm nhiễu sóng hài khoảng 30% và cho hiệu quả năng lượng đến 97%.

    Thay vì dùng bộ chỉnh lưu để nạp cho ac-qui, các bộ chuyển điện hai chiều sẽ kết nối đến ac-qui chung, cho phép dòng điện đi qua trên cả hai chiều - AC đến DC và ngược lại - với mức tổn thất là nhỏ nhất. Bộ chuyển điện delta kết nối thành chuỗi, nằm giữa điện nguồn và tải, thực hiện việc bù bất kỳ sai khác nào giữa điện thế yêu cầu của tải với điện nguồn. Trong khi đó, bộ chuyển điện chính sẽ giữ cho điện thế của tải ổn định và chính xác theo yêu cầu.

     

    Computerworld 26/02/2001

     

    Thuật ngữ UPS
    Bạn nên chọn UPS ngang bằng hay cao hơn điện năng yêu cầu của các thiết bị nối với nó. Dưới đây là một số thông số kỹ thuật cần lưu ý:

    - VA: vôn ampe là đơn vị đo lường mức tải mà UPS có thể hỗ trợ. Để xác định chỉ số VA, nhân hiệu điện thế (vôn) với cường độ dòng điện (ampe) hay chuyển sang công suất AC (watt) rồi nhân với 1,35. Sau khi tính được chỉ số VA cho từng thiết bị, bạn cộng tất cả để có được tổng công suất các thiết bị. Chỉ số VA của UPS phải cao hơn tổng số này tối thiểu là 20%.

    - Power factor: Hệ số công suất là tỷ số giữa công suất thực với công suất biểu kiến hay tải. Trị số này nằm trong khoảng 0 đến 1. Nếu hệ số này là 1,0 nghĩa là dòng điện cùng pha với hiệu điện thế và công suất phản kháng là 0. UPS làm việc hiệu quả nếu chỉ số này gần với 1,0, chẳng hạn 0,95 PF. Để biết được mức tiêu thụ điện năng thực sự tính bằng watt của từng thiết bị, bạn nhân chỉ số PF của UPS với chỉ số VA của từng thiết bị.

    - Run time: Khoảng thời gian mà UPS có thể cung cấp điện năng yêu cầu nếu chạy bằng ac-qui của nó. Khoảng thời gian này càng dài thì thời gian để PC và máy chủ tiếp tục chạy trong khi mất điện càng dài.

    - Chống tăng áp: Chỉ số do nhà sản xuất công bố, thường tính bằng ampe, biểu diễn mức tăng điện áp đột ngột mà UPS có thể chịu được. Loại UPS có thể chịu được mức 6.500 ampe là đủ cho các trạm làm việc.

    ID: A0208_73