Sirkuit UPS Dijelaskan: Panduan Lengkap tentang Sumber Daya Tidak Terputus

Menurut Statista, pada 2019, sepuluh negara menempati posisi pertama bersama untuk kualitas supply listrik tertinggi. Namun, selalu baik untuk memiliki cadangan, bahkan di negara dengan infrastruktur supply listrik kelas atas. Pemadaman listrik masih dapat terjadi karena pemeliharaan atau kerusakan peralatan. Itulah tempat sirkuit dan unit sumber daya tidak terputus (UPS) hadir. Itu sama seperti memiliki sirkuit lampu darurat. Dalam panduan berikut, kami akan menjelajahi apa itu sirkuit UPS dan bagaimana ia dapat memberi manfaat bagi Anda.

Apa itu UPS, dan Bagaimana Cara Kerjanya?

UPS adalah perangkat listrik yang menawarkan daya cadangan yang mulus dan tidak terputus. UPS akan aktif segera terjadi pemadaman listrik jaringan atau gangguan pada supply input daya. Dengan demikian, unit UPS dapat berguna saat Anda menggunakannya dengan komputer pribadi. Pada dasarnya, UPS memberikan komputer desktop Anda keuntungan yang sama seperti laptop. Ia dapat menyelamatkan Anda dari kehilangan data dan kerusakan pada PC Anda.

UPS akan aktif segera ada gangguan pada output daya, jadi ada waktu yang cukup untuk mematikan peralatan dengan aman. Namun, kami biasanya menggunakan UPS sementara untuk waktu singkat. Akibatnya, ini akan memastikan tidak ada data yang hilang.

Secara alternatif, organisasi dapat menggunakan UPS untuk memastikan peralatan listrik berjalan hingga generator cadangan mulai beroperasi. Unit UPS juga menawarkan perlindungan surge terhadap distorsi dan lonjakan tegangan. Jadi, organisasi harus mengintegrasikan solusi UPS bersama dengan solusi cadangan biasanya.

UPS mengandung beberapa baterai. Ia mentransfer beban ke mereka saat mendeteksi kehilangan daya atau penurunan tegangan. Selain itu, ia menggunakan inverter untuk mengubah tegangan DC menjadi tegangan AC untuk perangkat output.

Jenis-Jenis Utama UPS

Backup Power UPS with battery isolated on table

Unit dan sirkuit UPS hadir dalam berbagai sistem dan desain. Namun, ada tiga jenis utama. Dalam bagian panduan ini, kami akan membahas varian-varian ini.

Sistem Single-Conversion

Sistem single-conversion adalah jenis yang paling sederhana dan sirkuit UPS paling umum. Dengan demikian, baik individu maupun organisasi cenderung menggunakannya dalam infrastruktur dan sistem IT. Daya listrik akan berjalan melalui UPS single-conversion dan masuk ke peralatan listrik.

UPS akan memantau tegangan input. Jika mendeteksi gangguan daya atau input AC turun di bawah persyaratan daya, UPS akan mulai menarik arus dari baterainya melalui inverter. Selain itu, itu akan memutuskan input daya AC untuk mencegah back feed, yang berpotensi mengakibatkan kerusakan pada peralatan yang terhubung.

Meskipun demikian, UPS akan mempertahankan daya darurat untuk peralatan elektronik hingga baterai habis atau tegangan AC jaringan kembali ke kondisi yang dapat dilayani.

Ada dua jenis utama sistem single-conversion. Mereka adalah:

Standby/Offline UPS: Ini adalah jenis standar dari unit UPS single-conversion. Dalam konfigurasi ini, peralatan listrik akan mendapatkan daya masuk langsung dari jaringan sementara UPS memantau. Jika ada lonjakan atau kegagalan daya, standby UPS akan secara mekanis beralih ke daya baterai dan menyuplai tegangan output ke peralatan listrik. Waktu perpindahan hampir tidak terlihat. Ini bisa hingga 25 milidetik. Pada dasarnya, sirkuit UPS standby memberikan perlindungan surge dasar bersama dengan daya baterai cadangan.

Offline UPS Circuit

 Line-Interactive/Online UPS: Jenis UPS ini menawarkan fungsionalitas yang lebih halus dibandingkan offline UPS. Mereka akan memantau kondisi daya. Ketika peralatan gagal menarik supply daya yang memadai, UPS line-interactive akan mengatur tegangan. Ia menggunakan transformers untuk menaikkan atau menurunkan daya jaringan aktual untuk memastikan peralatan sensitif mendapatkan tegangan konstan. Selain transformernya juga memiliki backup baterai rechargeable untuk melindungi dari pemadaman listrik dan memastikan sumber daya tidak terputus.

Line-interactive UPS diagram  

Sistem Double-Conversion

Sistem UPS double-conversion mengubah arus dua kali. Awalnya, perangkat luar biasa ini menggunakan input rectifier untuk mengubah supply input AC menjadi daya DC. Selanjutnya, UPS kemudian menyuplai arus ke output inverter. Tahap inverter kemudian mengubah arus menjadi output AC sebelum menyediakannya ke peralatan elektronik. Proses ini memastikan peralatan menerima daya yang bersih, andal, dan tidak terputus, yang penting untuk peralatan sensitif.

Ia hanya melakukan ini saat menerima input AC dari jaringan. Jika rating arus daya utilitas masuk sepenuhnya turun, UPS akan menggunakan daya baterai internal rechargeable-nya untuk peralatan. Akibatnya, ia melakukan ini hingga daya jaringan kembali normal atau hingga baterai internal habis. Tipe konfigurasi sirkuit UPS biasanya hanya tersedia dalam varian line-interactive(online).

Double conversion UPS diagram   

Sumber: Commons Wikimedia

Sistem Multi-mode

Konfigurasi ini menggabungkan fitur dan fungsionalitas dari kedua jenis sistem (single-conversion dan double-conversion). Namun, mereka juga memberikan beberapa perbaikan.

Dalam kondisi normal, UPS multimode akan berfungsi sebagai UPS line-interactive biasa. Jika input daya turun atau lonjakan di atas rating yang ditetapkan, UPS akan beralih ke mode double-conversion. Jika daya gagal atau melewati cakupan yang dapat ditangani oleh metode double-conversion, itu akan beralih ke mode baterai.

Sistem multimode memberikan perlindungan terbaik untuk peralatan. Namun, waktu transfer antara input daya AC dan daya baterai mungkin lebih lama. Namun, dalam sebagian besar kasus, itu masih memberikan perlindungan hampir instan.

Delta/Multi conversion UPS diagram

Sumber: Commons Wikimedia

Cara Membuat Sirkuit UPS Sendiri?

Sirkuit UPS dengan trafo

Sumber: Commons Wikimedia

Jika Anda adalah penggemar elektronik, Anda tidak perlu pergi ke toko untuk membeli UPS. Sebaliknya, Anda dapat membuat UPS dan sirkuit inverter Anda sendiri dengan waktu respons kustom. Dalam bagian panduan ini, kami akan menunjukkan kepada Anda bagaimana. Ini akan menjadi sirkuit UPS sederhana yang sempurna untuk pemula.

Daftar Komponen

• BD139 NPN Bipolar Medium Power Transistor 100V 1.5A (Q1)
• 1K 0.5 Watt Resistor x 2 (R1 dan R2)
• 1000 µF, 25V Miniature Radial Electrolytic Capacitor (C1)
• 100 µF, 25V Miniature Radial Electrolytic Capacitor (C2)
• 8.2 Volt 0.5W Zener Diode (ZD1)
• 1000V 1A 2-Pin DO-41 Diode 1N4007 x 5 (D1, D2, D3, D4 dan D5)
• 0.5A 10V Transformer (T1)
• 1.5V AA Battery x 5 (B1) 
• 0.5A Fuse (F1)

Prinsip dan Instruksi

Seperti yang kami sebutkan sebelumnya, proyek ini kecil dan sederhana. Ini tidak akan memerlukan Anda untuk memproduksi PCB. Jadi, ini tidak akan memerlukan soldering apa pun. Anda dapat membangun sirkuit UPS ini menggunakan breadboard. Ini akan memberikan Anda backup 5 volt hingga 7 volt – jika Anda menggunakan 5 baterai AA 1.5 V.

Sirkuit ini dapat menggunakan dua sumber daya yang berbeda. Ia menggunakan input AC dan baterai. Namun, Anda akan perlu menambahkan adapter untuk input daya. Baterai akan terhubung ke diode 1N4007 kelima (D5) secara seri. Akibatnya, itu akan menurunkan tegangan baterai menjadi 6.8V.

Dalam konfigurasi input daya AC, Anda akan menggunakan empat diode 1N4007 untuk membuat bridge rectifier (diode bridge). Input AC terhubung ke switch secara seri dengan sekring. Selanjutnya, Anda akan merangkai keduanya ke trafo, yang akan terhubung ke diode bridge.

Anda kemudian akan menghubungkan output dari diode bridge secara seri ke kapasitor 1000uF (C1) dan resistor 1k 0.5W (R1). Bersama dengan transistor, Anda akan menghubungkannya ke integrated circuit yang memiliki kapasitor 100uF, Zener Diode, dan resistor kedua.

UPS akan menggunakan bagian konfigurasi ini untuk menyediakan daya pada baterai rechargeable. Selain itu, transistor akan mengeluarkan arus pada 7 volt dan 500 miliamper.

Anda dapat bereksperimen dan bermain-main dengan desain. Selain itu, Anda dapat menambah atau menghapus komponen untuk membuatnya lebih sederhana. Meskipun demikian, Anda akan menemukan proyek ini cukup sederhana.

Berikut beberapa diagram sirkuit UPS sederhana yang dapat Anda gunakan sebagai dasar untuk membangun sirkuit UPS Anda sendiri:

Apa Perbedaan Antara UPS dan Inverter? 

Inverter adalah perangkat listrik yang mengubah listrik DC menjadi listrik AC. Seperti yang kami bahas sebelumnya, unit UPS menggunakan inverter sebagai komponen penting dalam fungsionalitas mereka. Namun, Anda dapat menemukan inverter sebagai perangkat tunggal atau komponen.

FAQs

Apakah UPS lebih baik dari inverter?

Unit UPS dan inverter adalah perangkat yang sepenuhnya berbeda yang melayani fungsionalitas lain. Jadi, UPS tidak lebih baik dari inverter. Namun, sebagian besar unit UPS menggunakan inverter sebagai komponen.

Berapa Lama UPS Akan Berjalan? 

Lama waktu UPS akan berjalan tergantung pada kapasitas baterai dan beban yang diperlukan. Meskipun demikian, penting untuk diingat bahwa UPS adalah solusi sementara untuk pemadaman listrik. Mereka juga memberikan perlindungan tambahan terhadap gangguan input daya non-blackout. Namun, mereka hanya dimaksudkan untuk memberikan peralatan Anda beberapa menit daya sebelum generator menyala.

Berapa Watt yang Digunakan UPS?

Secara umum, ini akan tergantung pada rating daya UPS. Dalam sebagian besar kasus, UPS dapat menggunakan kelebihan hingga 200 Watt pada full load.

Apakah UPS Mengubah AC ke DC?

UPS memiliki inverter yang mengubah DC menjadi daya AC. Namun, untuk mengisi baterai, UPS juga akan mengubah daya AC menjadi daya DC.

Backup Power UPS with battery isolated on table

Kesimpulan

UPS adalah teknologi utama untuk setiap organisasi. Jika Anda telah mencapai titik ini dalam panduan, Anda akan memahami mengapa mengintegrasikannya ke dalam infrastruktur perusahaan Anda sangat penting. Namun, orang biasa sehari-hari juga dapat menggunakannya untuk melindungi alat dan komputer mereka. Meskipun demikian, kami harap Anda menikmati membaca panduan ini. Seperti biasa, terima kasih telah membaca.