فهرست مطالب
باتری یو پی اس یا داخل خود دستگاه قرار دارد یا خارج از دستگاه که به آن یو پی اس باتری داخلی و یو پی اس باتری خارجی گفته می شود. انتخاب هر کدام از این نوع یو پی اس ها روی ظرفیت، نصب، و هزینه اثر گذار است. بسته به مدت زمان بک آپ موردنیاز، توان مصرفی و حتی فضای قرارگیری نوع یو پی اس می تواند متفاوت باشد.
تفاوت یو پی اس باتری داخلی و خارجی در یک نگاه
در یو پی اس، باتری‌های داخلی و خارجی از نظر ساختار فیزیکی، ظرفیت جریان‌دهی و نحوه استفاده تفاوت‌های اساسی دارند. باتری داخلی درون شاسی یو پی اس نصب شده و گزینه‌ای کم‌جا محسوب می‌شود؛ در حالی که باتری خارجی خارج از کیس اصلی و درون کابینت مجزا قرار گرفته و از طریق کابل‌های فشار قوی به یو پی اس متصل می‌گردد.
در یو پی اس‌های باتری داخلی، تمام اتصالات برق مستقیم (DC) در کارخانه و توسط سازنده انجام شده است. در این مدل‌ها، باتری‌ها به وسیله کابل های ساده یا کابل‌های رابط کوچک، در کنار برد اصلی و درون خود دستگاه قرار گرفته‌اند. اما در یو پی اس‌های باتری خارجی، اتصال از طریق ترمینال‌های مخصوص در پشت دستگاه انجام می‌شود. از آنجا که جریان برق در این سیستم‌ها بسیار قوی است، از کابل‌های ضخیم DC استفاده می‌شود که این کابل‌ها از پشت یو پی اس به کلید ایمنی (فیوز) روی کابینت باتری متصل می‌شوند.
مقایسه یو پی اس باتری داخلی و خارجی
شاخص مقایسه | یو پی اس باتری داخلی (Internal) | یو پی اس باتری خارجی (External) |
محل قرارگیری | داخل کیس اصلی UPS | کابینت باتری مجزا در کنار UPS |
محدوده ظرفیت | ۹ آمپرساعت (محدود) | 4.5 تا ۲۰۰+ آمپرساعت (بسیار بالا) |
زمان برق‌دهی | کوتاه (۵ تا ۱۵ دقیقه) بسته نوع استفاده | طولانی (چند ساعت متناسب با نیاز) |
تفاوت ساختاری و نحوه اتصال باتری
در یو پی اس‌های باتری داخلی، تمام اتصالات برق مستقیم (DC) در کارخانه و توسط سازنده انجام شده است. در این مدل‌ها، باتری‌ها به وسیله کابل های ساده یا کابل‌های رابط کوچک، در کنار برد اصلی و درون خود دستگاه قرار گرفته‌اند. اما در یو پی اس‌های باتری خارجی، اتصال از طریق ترمینال‌های مخصوص در پشت دستگاه انجام می‌شود. از آنجا که جریان برق در این سیستم‌ها بسیار قوی است، از کابل‌های ضخیم DC استفاده می‌شود که این کابل‌ها از پشت یو پی اس به کلید ایمنی (فیوز) روی کابینت باتری متصل می‌شوند.
اتصال سری و موازی باتری‌های خارجی (فرق ولتاژ/ظرفیت + ریسک عدم تطابق)
تأمین ولتاژ خط DC در یو پی اس‌های خارجی نیازمند سری کردن چند عدد باتری ۱۲ ولتی است. برای مثال، یک یو پی اس با ولتاژ باس ۹۶ ولت نیاز به ۸ عدد باتری ۱۲ ولت به صورت سری دارد.
- اتصال سری : ولتاژ باتری‌ها با هم جمع می‌شود اما ظرفیت کلی (آمپرساعت) ثابت می‌ماند.
(Vtotal=V1+V2+…+Vn) - اتصال موازی : ظرفیت باتری‌ها با هم جمع شده و مدت زمان پشتیبانی افزایش می‌یابد، اما ولتاژ ثابت می‌ماند.
(Ctotal=C1+C2+…+Cm)
ریسک عدم تطابق : در باتری‌های خارجی، اگر از باتری‌هایی با برند، ظرفیت، یا میزان کارکرد (عمر) متفاوت در یک شبکه سری یا موازی استفاده شود، مقاومت داخلی متفاوت باعث عدم تعادل ولتاژ شارژ و دشارژ می‌شود. این پدیده موجب اورشارژ شدن برخی باتری‌ها و دشارژ عمیق برخی دیگر شده و منجر به خرابی زودهنگام کل بانک باتری یا حتی بروز مخاطرات ایمنی می‌گردد.
چرا ظرفیت یو پی اس باتری داخلی محدودتر است؟
هدف اصلی از ساخت یو پی اس‌های باتری داخلی، ارائه یک دستگاه کم‌جا و سبک برای محیط‌های اداری و خانگی است. به طور کلی، محدودیت ظرفیت باتری‌های داخلی (که معمولاً به ۷ تا ۹ آمپرساعت است) حاصل دو عامل ساختاری و فنی زیر است:
- محدودیت ابعادی و وزنی: کیس یو پی اس استاندارد به ویژه مدل‌های رکمونت فضای فیزیکی مشخصی دارد و توانایی تحمل وزن سنگین باتری‌های بالای ۹ آمپرساعت را ندارد.
- محدودیت جریان شارژر داخلی: شارژر تعبیه شده درون یو پی اس‌های باتری داخلی معمولاً طوری طراحی شده که جریان شارژ آن بین ۰.۷ تا ۱.۵ آمپر است.
تفاوت در زمان شارژ مجدد یو پی اس باتری داخلی و خارجی
زمان شارژ مجدد رابطه مستقیم با نسبت ظرفیت باتری به جریان شارژر دارد:
- یو پی اس با باتری داخلی: به دلیل ظرفیت پایین باتری‌ها (مثلاً ۷ آمپرساعت)، زمان شارژ مجدد تا رسیدن به ۹۰٪ ظرفیت معمولاً بین 1 تا 3 ساعت است.
- یو پی اس با باتری خارجی: به دلیل ظرفیت بالای بانک باتری (مثلاً ۱۰۰ یا ۲۰۰ آمپرساعت)، یو پی اس‌های مخصوص باتری خارجی مجهز به شارژرهای قدرتمندتر (با جریان ۴ تا ۱۰ آمپر یا شارژرهای قابل تنظیم) هستند. با این وجود، زمان شارژ کامل بانک‌های باتری بزرگ ممکن است بین 6 تا 8 ساعت به طول بینجامد.
تفاوت در دما، فضای فیزیکی و وزن باتری داخلی و خارجی
حرارت یکی از مهمترین عوامل کاهش طول عمر باتری است بطوریکه به ازای هر 8 درجه سانتی‌گراد افزایش دما بالای ۲۵ درجه، عمر مفید باتری سرب-اسید ۵۰٪ کاهش می‌یابد.
- باتری داخلی: به دلیل قرارگیری درون کیس یو پی اس در کنار قطعات گرمایشی مانند ترانسفورماتور، سلف‌ها و خنک‌کننده‌های اینورتر، تحت تأثیر دمای کاری داخلی دستگاه قرار دارد. این امر مستلزم تهویه مناسب اتاق قرارگیری یو پی اس است.
- باتری خارجی: در کابینت مجزا قرار می‌گیرد که دارای منافذ تهویه اختصاصی و گاه فن مجزا است. فاصله فیزیکی از منبع حرارتی یو پی اس، مدیریت دمایی بهتری را فراهم می‌سازد.
تفاوت در نصب، نگهداری و هزینه بلندمدت
جنبه ارزیابی | باتری یو پی اس داخلی | باتری یو پی اس خارجی |
نصب و راه‌اندازی | بسیار ساده، بدون نیاز به دانش تخصصی کابل‌کشی. آماده به کار بلافاصله پس از اتصال به برق. | نیازمند محاسبات مهندسی، نصب کابینت، کابل‌کشی استاندارد و رعایت کامل پروتکل های حفاظتی. |
نگهداری و سرویس | بررسی دوره‌ای کل واحد؛ سرویس و تعویض باتری مستلزم باز کردن کیس دستگاه است. | دسترسی بسیار آسان به تک‌تک باتری‌ها جهت تست ولتاژ، مقاومت داخلی و تعویض تک تک باتری ها |
هزینه اولیه | پایین‌تر، به دلیل عدم نیاز به خرید کابینت باتری، کابل‌های رابط سنگین و فیوزهای DC مجزا. | بالاتر (هزینه خریدهای جانبی نظیر کابینت، فیوز، کابل و اتصالات). |
هزینه بلندمدت | در صورت نیاز به زمان پشتیبانی بیشتر، امکان ارتقا وجود ندارد و باید کل یو پی اس تعویض شود. | اقتصادی‌تر در توان‌های بالا؛ زیرا با خرابی باتری تنها بلاک مربوطه تعویض شده و ساختار کلی حفظ می‌شود. |
مهمترین کاربردهای یو پی اس باتری داخلی و خارجی
انتخاب نوع باتری داخلی یا خارجی مستقیماً به الگوی مصرف، توان تجهیزات و مدت زمان مورد نیاز برای برق‌دهی وابسته است. استفاده از باتری نامناسب، نه تنها می‌تواند باعث توقف ناگهانی سیستم‌ها در زمان قطعی برق شود، بلکه هزینه‌های نگهداری و تعویض زودرس تجهیزات را نیز به شدت افزایش می‌دهد. یو پی اس‌های دارای باتری داخلی انتخابی مناسب برای کامپیوترهای شخصی، سیستم‌های ضبط تصویر (DVR/NVR)، مودم‌های اینترنت و تجهیزات اداری کوچک هستند. هدف اصلی در این کاربردها، تامین برق برای ذخیره‌سازی داده‌های مهم و خاموش کردن ایمن دستگاه‌ها به مدت ۵ تا ۱۰ دقیقه است.
یو پی اس با باتری خارجی برای کاربردهایی مناسب است که به زمان برق‌دهی بیشتر یا ظرفیت باتری بالاتر نیاز دارند. در مراکز داده و سرورها، این نوع یو پی اس به حفظ عملکرد تجهیزات هنگام قطعی برق کمک می‌کند. در مراکز درمانی نیز برای تجهیزات حساس، ظرفیت باتری بر اساس توان مصرفی و زمان برق‌دهی موردنیاز انتخاب می‌شود. در صنایع، آسانسورها و تجهیزات موتوری نیز به دلیل جریان راه‌اندازی بالا، یو پی اس باید توان مناسب و بانک باتری متناسب با مصرف داشته باشد.
جمع‌بندی
انتخاب میان یو پی اس با باتری داخلی یا خارجی به عواملی همچون زمان پشتیبانی مورد نیاز و نوع بار مصرفی است. اگر هدف شما صرفاً حفاظت از تجهیزات اداری، کامپیوترها یا دوربین‌های مداربسته است و زمان ۵ تا ۱۵ دقیقه برای خاموش کردن ایمن آن‌ها کفایت می‌کند، یو پی اس باتری داخلی به دلیل ابعاد کوچک، هزینه اولیه کمتر و نصب آسان بهترین گزینه خواهد بود.
در مقابل، اگر با تجهیزات پرمصرف صنعتی، آسانسور، دیتاسنترها یا دستگاه‌های حساس پزشکی سروکار دارید و نیاز به قطع نشدن برق برای چندین ساعت دارید، حتماً باید به سراغ یو پی اس باتری خارجی بروید. این سیستم‌ها گرچه هزینه اولیه بالاتری برای کابینت و کابل‌کشی دارند، اما انعطاف‌پذیری بالا، کنترل دمایی بهتر و امکان ارتقای ظرفیت در آینده را برای شما تضمین می‌کنند.
برای انتخاب یو پی اس باتری داخلی یا خارجی مناسب بهتر است از کارشناسان فنی کمک بگیرید، مشاوران تخصصی هانیکا همواره آماده پاسخگویی به سوالات شما هستند.
سوالات متداول
از نظر تئوری در برخی مدل‌ها امکان‌پذیر است، اما از نظر مهندسی توصیه نمی‌شود. شارژر یو پی اس‌های باتری داخلی برای جریان‌های پایین طراحی شده و اتصال باتری ظرفیت بالا به آن باعث داغ شدن شدید شارژر، افزایش طولانی‌مدت زمان شارژ و احتمال سوختن برد الکترونیکی دستگاه می‌شود، مگر اینکه یو پی اس دارای شارژر قوی‌تر قابل تنظیم باشد.
طول عمر شیمیایی خود باتری‌ها (معمولاً ۳ تا ۵ سال برای AGM) یکسان است. اما به دلیل اینکه باتری‌های داخلی در معرض گرمای بیشتری از جانب قطعات یو پی اس قرار دارند، ممکن است طول عمر مفید آن‌ها ۱۰ تا ۲۰ درصد کمتر از باتری‌های خارجی قرار گرفته در کابینت با تهویه مناسب باشد.
در توان‌های یکسان و ظرفیت‌های پایه، هزینه اولیه سیستم باتری خارجی به دلیل نیاز به کابینت، کابل و فیوز بیشتر است. اما اگر نسبت “هزینه به زمان پشتیبانی” را محاسبه کنید، باتری‌های خارجی در ظرفیت‌های بالا بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند.
