Prinsip dan Operasi Normal UPS Statis

Prinsip Sistem UPS Statis

       Rangkain dasar sistem UPS Statis terdiri dari rectifier-charger, inverter, switch statis, dan baterai seperti ditunjukkan pada gambar 1. Jika sumber listrik utama normal rectifier menerima arus bolak-balik (ac) sebagai power supply yang menyediakan daya arus searah (dc) untuk inverter dan pengisi baterai. Kemudian inverter merubah daya listrik dc ke ac untuk mensuplai beban yang diinginkan. Dalam kondisi normal daya listrik dc biasanya akan disuplai dari rectifier dan akan disuplai dari baterai pada saat terjadi kegagalan sumber daya ac utama. Inverter akan mensuplai beban dalam kondisi normal, dan pada saat terjadi kegagalan pada inverter, maka switch statis mengalihkan beban ke sumber ac alternatif/cadangan.

Gambar 1. Diagram Dasar Sistem UPS Statis

A. Operasi Normal

          Selama operasi normal rectifier merubah daya input ac ke dc dengan tegangan yang diatur. Output rectifier biasanya ditetapkan sesuai dengan tegangan baterai agar dapat mengisinya, sementara baterai akan mensuplai daya listrik dc ke inverter. Tegangan keluaran penyearah secara berkala ditetapkan sama dengan tegangan baterai untuk mempertahankan kapasitas baterai. Filter dc (berupa induktor) disediakan untuk membersihkan arus keluaran rectifier dari ripple arus pengisian. Baterai bertindak sebagai kapasitor, dalam hubungannya dengan filter akan menghaluskan tegangan keluaran dan mengurangi ripple tegangan dc. Inverter mengubah daya dc ke ac dengan tegangan dan frekuensi yang diatur. Osilator internal mempertahankan frekuensi inverter dengan mengendalikan waktu dari silicon control rectifier (SCR) yang menembakan sinyal dan mencocokan dengan frekuensi ac input. Filter pada trafo output sekunder disediakan untuk menyaring harmonisa pada output inverter. Setelan filter LC akan digunakan jika diperlukan untuk menyaring harmonisa tingkat ke 5 dan ke 7, sementara kapasitor cukup memadai untuk menyaring harmonisa pada orde yang lebh tinggi.

1.      Hilangnya Daya Normal

          Setelah kehilangan listrik ac pada saat terjadi kegagalan rectifier power supply, baterai menggantikan suplai listrik dc ke inverter. Baterai dapat menjaga suplai listrik dc ke inverter sampai suplai listrik ac kembali normal mengisi baterai. Dalam kondisi ini, inverter terus mensuplai daya listrik ke beban yang terhubung tanpa gangguan. Mode operasi ini berlanjut terus sampai sistem dimatikan dan  jika daya baterai sampai habis sebelum output pengisian pulih/nromal, maka shutdown sistem dapat dimulai baik secara manual maupun secara otomatis oleh perangkat sensor tegangan rendah dc.

2.      Pemulihan Daya

          Setelah pemulihan suplai daya ac dilakukan sementara baterai telah habis, tegangan output rectifier diatur pada tegangan yang sesuai untuk mengisi ulang baterai. Hal ini dapat dilakukan secara manual atau secara otomatis. Charger juga akan mensuplai inverter saat terjadi pengisian baterai. Pada akhir waktu pengisian ulang baterai karena baterai telah penuh, charger baterai kembali ke mode mengambang dan sistem kembali ke operasi normal.

3.      Saat hilangnya daya

          Selama waktu terjadi gangguan listrik ac atau ketika tegangan ac mensuplai di bawah batas tegangan yang dapat diterima, baterai mempertahankan suplai listrik dc ke inverter. Dalam kondisi ini, inverter terus mensuplai beban yang terhubung dengan teangan listrik yang diatur tanpa gangguan.