كيفية التمييز بين مُثبِّت الجهد الكهربائي وجهاز تزويد الطاقة غير المنقطع (UPS)

مُثبِّت الجهد الكهربائي ووحدة التزويد بالطاقة غير المنقطعة (UPS) مفهومان مختلفان، لكن يظن الكثيرون خطأً أن مُثبِّت الجهد هو نفسه وحدة UPS. في الواقع، ثمة فرق بينهما؛ إذ تنقسم وحدة UPS إلى نوعين: مُشغَّلة ومُستَخدَمة في وضع التشغيل. عادةً ما تُجهَّز أجهزة الكمبيوتر بنوع مُستَخدَم في وضع التشغيل، وهو نوع من مُثبِّتات الجهد الإلكترونية، التي يمكن استخدامها كمُثبِّت للجهد، لكن فعاليتها في تثبيت الجهد ليست مثالية. أما مُثبِّت الجهد الكهربائي، فهو مُصمَّم للتعامل مع عدم استقرار الجهد، ويُستخدم بشكل أساسي لحماية الأجهزة الطرفية، ويتمتع بوظيفة حماية أكثر شمولاً. عادةً ما تُجهَّز وحدات UPS الكبيرة بنظام تجاوز لتثبيت الجهد، وهو مُثبِّت الجهد LW-PLG.

يعمل مُثبِّت الجهد الكهربائي على تثبيت الجهد عن طريق نبضات المرحل. فعندما يتذبذب جهد الشبكة الكهربائية بشكل طفيف، أو عند تشغيل أو إيقاف تشغيل أجهزة كهربائية أخرى ضمن نطاق معين، يتم تنشيط دائرة التصحيح التلقائي لمُثبِّت الجهد، مما يؤدي إلى نبضات متكررة للمرحل. في كل مرة يقفز فيها المرحل ويتغير، ينقطع التيار الكهربائي لفترة وجيزة. ورغم أن هذا الانقطاع لا يؤثر على الاستخدام الطبيعي للأجهزة المنزلية الأخرى، إلا أنه يعيق بشكل كبير عمليات القراءة والكتابة في أجهزة الكمبيوتر الحساسة. فكلما قفز منظم الجهد وتغيرت سرعته، كان ذلك بمثابة نبضة كهربائية تدخل إلى الكمبيوتر بشكل فوري، مما قد يتسبب بسهولة في ظهور إشارة خطأ. وفي الحالات الخطيرة، قد يؤدي ذلك إلى تلف القرص الصلب أو تجميد محرك الأقراص المرنة.

ما هو جهاز UPS؟
يعني UPS "مزود الطاقة غير المنقطع" باللغة الصينية، وهو اختصار لعبارة "Uninterruptible Power Supply" باللغة الإنجليزية. يضمن هذا الجهاز استمرار عمل نظام الكمبيوتر لفترة من الوقت بعد انقطاع التيار الكهربائي، مما يتيح للمستخدمين حفظ بياناتهم على القرص بشكل عاجل، وبالتالي تجنب فقدان العمل أو البيانات نتيجة انقطاع التيار. ويؤدي جهاز UPS دورين رئيسيين في أنظمة الكمبيوتر وتطبيقات الشبكة: الأول هو الاستخدام في حالات الطوارئ لمنع انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ من التأثير على العمل الطبيعي وإلحاق الضرر بالكمبيوتر؛ أما الهدف الآخر فهو التخلص من "تلوث الطاقة" مثل الارتفاعات المفاجئة في التيار، والجهد العالي والمنخفض اللحظي، والتشويش السلكي، وانحراف التردد في الشبكة الكهربائية، وتحسين جودة الطاقة، وتوفير طاقة عالية الجودة لأنظمة الحاسوب.

من حيث المبدأ الأساسي، يُعد جهاز UPS جهازًا لحماية الطاقة يحتوي على وحدة تخزين طاقة، ويستخدم العاكس كمكون رئيسي، ويُخرج جهدًا وترددًا ثابتين. ويتكون بشكل أساسي من مقوم، وبطارية، وعاكس، ومفتاح ثابت.

1) المقوم: هو جهاز تقويم، أي جهاز يحول التيار المتردد (AC) إلى تيار مستمر (DC). وله وظيفتان رئيسيتان: أولًا، تحويل التيار المتردد (AC) إلى تيار مستمر (DC)، وتزويد الحمل أو العاكس به بعد ترشيحه؛ ثانيًا، توفير جهد الشحن للبطارية. ولذلك، فهو يعمل أيضًا كشاحن.

2) البطارية: هي جهاز يستخدمه جهاز UPS لتخزين الطاقة الكهربائية. يتكون من عدة بطاريات موصولة على التوالي، وتحدد سعته مدة استمرار تفريغه (إمداد الطاقة). وظيفته الرئيسية هي: عند عودة التيار الكهربائي الرئيسي، يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية ويخزنها داخل البطارية. وعند انقطاع التيار الكهربائي الرئيسي، يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية ويزود بها العاكس أو الحمل.

3) العاكس: ببساطة، العاكس هو جهاز يحول التيار المستمر (DC) إلى تيار متردد (AC). يتكون من جسر عاكس، ودائرة تحكم منطقية، ودائرة ترشيح.

4) المفتاح الثابت: يُسمى أيضًا المفتاح الثابت. وهو مفتاح لا تلامسي. وهو مفتاح تيار متردد يتكون من اثنين من الثايرستورات (SCR) موصولين على التوازي بشكل عكسي. يتم التحكم في فتحه وإغلاقه بواسطة وحدة تحكم منطقية. وينقسم إلى نوعين: نوع التحويل ونوع التوازي. يُستخدم مفتاح التحويل بشكل أساسي في الأنظمة ذات مصدرين للطاقة. وظيفته هي التحويل التلقائي بينهما. يُستخدم مفتاح النوع المتوازي بشكل أساسي لتوصيل العاكس بالتوازي مع التيار الكهربائي الرئيسي أو مع عدة عواكس.