باتری بک آپ یا پشتیبان Backup Battery

منظور از باتری پشتیبان یا بک آپ چیست؟

باتری بک آپ دستگاه باعث تامین ولتاژ دائمی برای نگه داشتن اطلاعاتی مانند: ساعت، تاریخ، و تنظیمات User در خودرو یا هر سیستم الکترونیکی دیگر می گردد. بدون وجود باتری پشتیبان ، در صورت خرابی یا جدا شدن باتری و یا خاموش روشن شدن سیستم، اطلاعات در سیستم ذخیره نمی ماند و به حالت اولیه برمی گردند.

مدار نگهدارنده ساعت و تاریخ باید به صورت دائم در حال کار باشند حتی در زمان خاموشی دستگاه. باتری بک آپ کمک می کند این مدار همیشه متصل باشد و اطلاعات قبلی در دستگاه حفظ شود.

نقش باتری پشتیبان چیست؟

یک باتری پشتیبان،  در درجه اول برای ارائه یک منبع قدرت پشتیبان به قطعات سخت افزاری مدار مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این، برای عمل به عنوان یک پشتیبان در مواقع قطع برق، بیشتر دستگاه های باتری پشتیبان به عنوان نیروی  “conditioners” با ضمانت بر اینکه مدار شما با افزایش ناگهانی جریان صدمه ای نخواهد دید، عمل می کنند.

اگر سیستم پشتیبان یکی از بخش های مورد نیاز در سیستم های  کامپیوتری و الکترونیکی شما نیست ، اما اغلب به عنوان یک بخش مهم توصیه می شود. این ولتاژ از باطری برای حفاظت از اطلاعات داخل حافظه بیشتر کاربرد دارد.

باتری پشتیبان نگهدارنده حافظه در خودرو

به باتری بک آپ خودرو، نگهدارنده حافظه نیز گفته می شود. باتری پشتیبان یا نگهدارنده حافظه تا پیش از ورود خودرو های مدرن وجود خارجی نداشت. در اصل نیازی به آن ها نبود , چرا که در خودرو های قدیمی سیستم الکترونیکی وجود نداشت که نیاز به مراقبت داشته باشد. اما در خودرو های امروزی با وجود سیستم های الکترونیکی زیاد استفاده از این وسیله را لازم کرده. اگر دوست دارید بدانید کار این وسیله چیست در ادامه با فارس باتری همراه باشید .

کاربرد باتری بک آپ خودرو

اگر برای تعویض باتری خودرو مراجعه کرده باشید , پس از تعویض باتری ممکن است با مشکلاتی روبرو شوید . یکی از ساده ترین انها قفل شدن سیستم صوتی و نیاز به کد دادن ان است . برای انهایی که سیستم صوتی سنگین بر روی خودرو نصب کرده اند نیاز به تنظیم امپلی و سیستم را خواهند داشت. البته در موارد پیشرفته تر ممکن است خودرو بد کار کند , ریپ بزند یا در دور درجا خاموش شود .

چرا این اتفاق می افتد؟ جدا بودن طولانی مدت بست های باتری باعث پاک شدن حافظه سیستم و ریست شدن مقادیر ذخیره شده در ای سی یو می شود. همین امر باعث بروز مشکلات مختلف میشود . باتری پشتیبان با تامین انرژی الکتریکی سیستم در زمان تعویض باتری مانع ریست شدن سیستم خودرو می شود.

انواع باتری پشتیبان خودرو

باتری پشتیبان به دو صورت موجود است. مدل اول توسط دو گیره سوسماری به بست مثبت و منفی باتری خودرو متصل می شود. مدل دوم توسط یک سری فندکی به جای فندک خودرو متصل شده و سیستم را تغذیه می کند . ساده ترین نوع باتری بکاپ استفاده از یک تبدیل به همراه یک باتری 9 ولت است. نمونه انرا در عکس زیر مشاهده می کنید.

باتری کمکی (پشتیبان) مرسدس بنز

خودروهایی مانند بنز و بی ام و برای نگهداری حافظه کاربر، باید از این باتری ها استفاده کنند.

فیلم آموزش نصب باتری بک اپ Auxiliary بنز

ویدئوی فوق در مورد باتری پشتیبان یا باتری کمکی بک اپ Auxiliary این خودرو است که گاهی به آن باتری ثانویه گفته می شود و نحوه ی تغییر آن را آموزش می دهد.

باتری بکاپ یو پی اس

به طور کلی معنی بک آپ یعنی پشتیبانی اینجا منظور از پشتیبانی یعنی زمان برق دهی دستگاه یو پی اس در زمان قطع و گسستگی برق شهر می باشد که توسط باتری بک آپ یا باتری پشتیبان صورت می گیرد. پشتیبان گیری باتری یا منبع تغذیه بی وقفه (UPS)، عمدتا برای تهیه یک منبع قدرت پشتیبان برای اجزای سخت افزاری مهم دسکتاپ استفاده می شود.

شارژر باتری بکاپ یو پی اس

باتری بک آپ در سیستم یو پی اس زمانی که برق شهر شبکه وصل می باشد به تدریج توسط شارژر Ups شارژ می شود و آماده سازی می شود برای مواقعی که برق شهر قطع شود تا خروجی دستگاه یو پی اس از باتری بک آپ تامین می شود .

ظرفیت و ولتاژ باتری بکاپ

زمان برق دهی باطری بک آپ بستگی به ظرفیت باتری دارد. یعنی هر چقدر ظرفیت باتری بک آپ بالا باشد به میزان آن زمان برق دهی بالاتری خواهد داشت.

هر سلول باتری بک آپ یوپی اس 2 ولت می باشد. در واقع هر باتری که برای سیستم ups مورد استفاده قرار میگیرد 6 سلول دارد که مجموعاً 12 ولت می باشد.

در واقع هر باتری ups تشکیل شده از 6 سلول و 12 ولت می باشد.

سرب در باتری Backup

ظرفیت باتری بک آپ ها هم بستگی به اندازه و مقدار سربی که در هر سلول استفاده شده دارد. هر چقدر سرب استفاده شده زیاد باشد ظرفیت باتری یو پی اس بالا می رود. معمولا مابین هر سلول مقداری اسید قرار می گیرد . طرز کار باتری به این صورت می باشد که با شارژ شدن هر سلول غلظت اسید بالا می رود و با دشارژ باتری غلظت پایین می رود.

مدت زمان برق دهی یا بک آپ تایم (Backup Time) چیست؟

مدت زمان برق‌دهی عبارت است از مدت زمانی که یوپی‌اس می‌تواند از طریق باتری‌ها بار را تغذیه کند. Backup Time به عوامل مختلفی بستگی دارد مهمترین آنها عبارتند از: میزان بار حقیفی (active) متصل به ups، تعداد باطریهای دستگاه ups، آمپر ساعت باطر یها و سطح شارژ باطری ها می باشد.

یکی از روش‌هایی که می‌توان میزان ‌Backup time واقعی را با توجه به شرایط محیطی و بارهای متصل اندازه‌گیری کرد استفاده از تست‌هایی مانندTest Until Battery Low یا تست تا زمان خالی شدن باتری می‌باشد.

در چه شرایطی یو پی اس وارد حالت بک آپ می شود؟

• قطع  کامل برق شهر (برق ac ورودی ups )
• خارج از رنج بودن ولتاژ برق ورودی ups: که بسته به نوع یوپی‌اس متفاوت است و در دیتا شیت آن به عنوان میزان رگولاسیون مطرح می شود.
• خارج از رنج بودن فرکانس برق ورودی ups : (با همان توضیحات ردبف فوق)

اکنون مهمترین  نکته‌ آن است که در صورت وقوع هر یک از حالت‌های فوق ups چه مدت زمانی می‌تواند از شارژ باتری‌ها برای برق‌دهی استفاده  کند؟ به این مدت زمان اصطلاحا بک آپ تایم یا زمان برق‌دهی می گویند.

آیا مدت بک آپ تایم یو پی اس ثابت است؟

خیر، بلکه به مرور زمان به تدریج زمان بکاپ‌آپ باطری کم می شود و همواره ثابت نخواهد بود. حتما این مورد را تجربه کرده اید که گوشی موبایل شما بعد از گذشت یکسال دیگر همانند ماه‌های اول شارژ نگه نمی‌دارد و یا باتری لپ‌تاپ شما بعد از گذشت دو سال خیلی سریع‌تر discharge می‌شود. باطری‌های یups  هم از این قاعده‌ی کلی مستثنی نیستند و به خاطر دلایل مختلفی افت خواهند کرد.

در این مقاله به صورت کامل عوامل موثر در مدت زمان برق دهی باتری بررسی شده‌ اما بطور خلاصه می‌توان به این دلایل اشاره نمود:

• تعداد charge و discharge
• سلامت و عمر باطری
• دمای کاری باطری
• میزان بار مصرفی بر حسب وات
• نوع و کیفیت باتری
• Charge باتری
• عمق discharge باتری

جداول برآورد زمان بکاپ

متغیر بودن این عوامل سبب می‌شود تا برای برآورد مدت زمان٬ برق دهی  از جداولی خاص استفاده شود که در آن عوامل دما٬ سلامت و عمر باتری را به صورت میانگین٬ ثابت یا خوشبینانه در نظر می‌گیرند. در این جداول چند بازه برای میزان بار (به درصد توان یوپی‌اس یا وات) و چند بازه زمانی درج شده است و مثلا می‌توان فهمید  که اگر از ۵۰ درصد توان ی ups  استفاده شود آنگاه مثلا ۲۰min زمان برق‌دهی خوهیم داشت.

به عنوان یک نکته دیگر، باتری به علت  ماهیت شیمیایی خود رفتاری خطی از  خود نشان نمی‌دهد. به همین علت نباید در محاسبات خود ضرایب خطی برای برآورد زمان برق دهی استفاده کرد. در جدول زیر نمونه‌ای از زمان برق دهی  نسبت به درصد بار برای یک یوپی‌اس ۱۰کاوا آورده شده است. همان طور که مشاهده می کنید اگر بار ۴۰% باشد در آنصورت  ۱۰۳ دقیقه زمان backup timeخواهد بود. اما اگر بار دو برابر شود این زمان نصف نشده و به جای ۵۲ دقیقه، حدودا مدت ۴۴ دقیقه backup می‌دهد.

متغیر بودن این عوامل ٬ عدم تسلط فنی به باطری٬ تجاری بودن و تغییرات مداوم باطری مصرفی معمولا باعث می‌شود که شرکت‌های عرضه کننده ups  از دادن این جداول خودداری کنند . از طرفی چون مشتری کاملا توجیه نیست که این جداول و ارقام هم بدون خطا نیست و به خیلی چیزها بستگی دارد و ممکن است فردا روزی ادعای ضرر و زیان نماید لذا عرضه‌کنندگان یوپی‌اس را به ندادن این جداول بیشتر تشویق می‌نماید. اما باید در نظر داشت که شرکت‌های حرفه‌ای و فنی از دادن این اطلاعات ترسی ندارند.

محاسبه زمان بک آپ تایم یو پی اس

یکی از سؤالاتی که همواره مطرح می شود این است که یو پی اس در صورت قطع برق چه مدت زمانی روشن باقی می ماند؟ و به اصطلاح فنی زمان بک آپ یا برق دهی یو پی اس چقدر است؟

این مسئله باید برای هر یو پی اس صرفاً در زمان کار و به طور مجزا محاسبه شود و به هیچ عنوان ربطی به نوع یو پی اس یا توان یو پی اسی که خریداری می شود ندارد و فقط به باتری های یو پی اس و مصرف کننده های متصل به یو پی اس مرتبط است ؛ به عبارت دیگر مدت بک آپ یا برق دهی یو پی اس به دو عامل بستگی دارد :

• اول : ظرفیت یا آمپر ساعت باتری های یو پی اس
• دوم : میزان بار متصل به یو پی اس ( در محدوده مجاز توان کاری دستگاه)

فرض کنید دستگاه یو پی اس 3KVA با PF=0.9 خریداری شده است. این صرفا بدین معناست که شما می توانید 3000VAx0.9=2700W از دستگاه بار بکشید، یا به عبارتی حداکثر مصرف کننده هایی که مجازند به دستگاه وصل شوند نباید بیشتر از 2700 وات باشد و ربطی به میزان برق دهی دستگاه در زمان قطع برق ندارد.

اما پس چگونه بدانیم زمانی که برق رفت دستگاه چه مدت روشن باقی می ماند؟

ولتاژ باتری یو پی اس

برای مشخص شدن این مسئله نیاز به توضیحاتی هست:

برای هر دستگاه یو پی اس یک ولتاژ دی سی به عنوان ولتاژ باتری تعریف شده که توسط سازنده تعیین شده و قابل تغییر نیست (البته بعضی دستگاه ها ممکن است با چند ولتاژ باتری مختلف کار کنند ولی وقتی باتری ها نصب شدند دیگر قابل تغییر نخواهد بود) ، این ولتاژ با سری کردن تعداد مشخصی باتری 12 ولت تامین می شود. مثلا در یو پی اس 3KVA با برند HOGON ولتاژ باتری 96 ولت است ( یعنی 8 سلول باتری 12 ولت که به صورت سری بسته شده اند) .

باتری ها از لحاظ ظرفیت انواع مختلفی دارند که اصطلاحا با آمپرساعت تعریف می شوند. این در حالی ست که ولتاژ همگی آنها همان 12 ولت است. مثلا باتری 12 ولت 7 آمپرساعت ، باتری 12 ولت 18 آمپرساعت، باتری 12 ولت 28 آمپرساعت و …

باتری 7 آمپرساعت خیلی زودتر از باتری 18 ‌آمپرساعت تخلیه می شود و به همین ترتیب باتری 18 آمپرساعت زودتر از باتری 28 آمپر ساعت و …

به این ترتیب هرچه ظرفیت باتریهایی که برای دستگاه تهیه شده اند بیشتر باشد ، زمان پشتیبانی (Back Up) یا برق دهی دستگاه طولانی تر خواهد بود.

مصرف کننده ها

اما مسئله دوم میزان مصرف کننده های دستگاه است؛ هرچه میزان مصرف کننده هایی که به دستگاه متصل هستند بیشتر باشد ( در محدوده مجاز دستگاه) باتری ها زودتر تخلیه شده و طبعا زمان برق دهی کوتاه تر می شود.

با فرمول زیر می توانید مدت زمان برق دهی دستگاه را تخمین بزنید:(زمان به دست آمده به ساعت می باشد)

Vbat x AH / P) x 0.7 = Backup time)

فرض کنید به یو پی اس ذکر شده (3KVA با ولتاژ باتری 96 ولت) به اندازه 1000 وات مصرف کننده وصل شده است. و ضمنا 8 سلول باتری 18 آمپر ساعت نیز به عنوان باتری های بک آپ در نظر گرفته شده. طبق فرمول فوق :

“96x18x0.7/1000=1:12’34

طبق فرمول فوق عدد 1.2096 به دست می آید که برابر با 1 ساعت و 12 دقیقه و 34 ثانیه است.

همانطور که می دانید عدد 1.2096 به ساعت است و برای ملموس شدن این عدد می توانید بخش اعشاری آن را مطابق آنچه که ما انجام دادیم به دقیقه و ثانیه تبدیل کنید.

0.2096h x 60 = 12.576m

حال برای قسمت اعشاری دقیقه هم همینگونه عمل می کنیم.

0.576m x 60 = 34.56s

در نهایت به همان معادلی که در مثال بالا زدیم می رسید، برای باقی مثالها هم می توانید به همین شیوه محاسبه کنید.

میزان دقیق بکاپ

البته که نمی توان این عدد دقیق را به عنوان زمان بک آپ در نظر گرفت و با توجه به عوامل مختلف مانند کیفیت باتری ها و تغییر مقدار مصرف در لحظات مختلف بهتر است شما روی مقدار حدود یک ساعت حساب کنید. ضمن اینکه باتری ها به مرور زمان فرسوده شده و ظرفیتشان کم می شود و به همان نسبت زمان برق دهی کاهش پیدا می کند.

مثلا باتری هایی که یک سال کار کرده باشند(بسته به نوع و کیفیت ) معمولا ظرفیتشان تا 70 یا 60 در صد مقداری که ابتدا داشتند کاهش پیدا می کنند . ( اعداد 60 و 70 درصد ذکر شده صرفاQ بر مبنای تجربه بیان شده و نمی توان به عنوان مبنایی برای مطالب علمی در نظر گرفت)

اسامی مختلف یک باطری پشتیبان

تأمین برق اضطراری، منبع برق اضطراری، یو پی اس آنلاین، یو پی اس آماده به کار، و یو پی اس نام های مختلف برای یک باتری پشتیبان هستند.

دستگاه های باتری پشتیبان با درجات مختلفی از توانایی پشتیبان گیری ساخته شده اند. برای تعیین چگونگی نیروی یو پی اس شما نیاز دارید، تا ابتدا از منبع نیرو با شدت بیشتری استفاده کنید تا بتوانید مقدار وات مورد نیاز برای کامپیوتر را محاسبه کنید. این مقدار را به دست آورید و به سایر دستگاه ها که به کامپیوتر متصل هستند اعمال کنید. این مقدار را به دست آورید و با تولیدات یو پی اس مقایسه کنید تا باتری را پیدا کنید که موارد مورد نیاز شما را بر آورده کنند.

طرز کار و محل قرار گیری باتری بکاپ

باتری پشتیبان بین نیروی مفید (برق خارج شده از پریز) و اجرای کامپیوتر قرار می گیرد. به عبارت دیگر کامپیوتر و لوازم جانبی آن به باتری پشتیبان وصل می شوند و باتری پشتیبان به پریز روی دیوار متصل می شود. دستگاه یو پی اس در اندازه و اشکال مختلف ارائه شده است اما اغلب به شکل مستطیل است و در روی زمین نزدیک کامپیوتر قرار می گیرد. تمام باتری های پشتیبان خیلی سنگین هستند به این دلیل که باتری در مکان به خوبی قرار بگیرد.

یک یا چند باتری داخلی یو پی اس نیرو را برای دستگاه های متصل به آن، زمانی که نیروی خروجی از دیوار (پریز) قابل دسترس نیست، فراهم می کند. باتری های قابل شارژ و اغلب قابل تعویض هستند، که  یک راه حل بلند مدت برای نگه داشتن سیستم کامپیوتر شما در حال اجرا، ارائه می دهند.

در جلوی باتری پشتیبان معمولا یک سوئیچ قدرت برای روشن و خاموش کردن دستگاه قرار می گیرد و همچنین گاهی اوقات یک یا چند دکمه اضافی برای انجام وظایف مختلف وجود دارد. در قسمت بالا و انتهایی باتری های پشتیبان یک صفحه ال سی دی وجود دارد که میزان نیروی مصرفی و میزان شارژ باقی مانده و غیره را نشان میدهد.

در پشت یو پی اس ویژگی های باتریهای پشتیبان آورده شده است. علاوه بر این، بسیاری از دستگاه های باتری پشتیبان، برای حفاظت از امواج در رسانه های اضافی و گاهی اوقات برای حفاطت اتصالات شبکه و همچنین تلفن و خطوط کابلی ارائه خواهد شد.

نحوه اتصال باتری یو پی اس

در یو پی اس ها این باتری ها بصورت سری به هم متصل می شوند.

معمولاً تعداد باتری را همه شرکتهای سازنده یو پی اس در پشت دستگاه مشخص می کنند.

مقایسه باتری بک آپ آنلاین با یو پی اس آماده به کار

دو نوع مختلف از یو پی اس وجود دارد: یو پی اس آماده به کار نوعی از باتری پشتیبان و مانند یک منبع قدرت آنلاین بدون دخالت است اما به سرعت آن قابل بکارگیری نیست.

روش کار یو پی اس استندبای بدین صورت است که توان وارد شده به منبع بک آپ باتری را پایش می کند و تا زمانی که مشکلی را تشخیص نداده باتری بکار نمی افتد (که ممکن است بین ۱۰ تا ۱۲ میلی ثانیه طول بکشد). از سوی دیگر، یک یو پی اس آنلاین همیشه درحال تامین نیروی کامپیوتر است، بدین معنا که چه مشکلی تشخیص داده شود و یا خیر، باتری همیشه منبع تغذیه کامپیوتر است.

یو پی اس آنلاین را می توان مانند باتری لپ تاپ در نظر گرفت. هنگامی که لپ تاپ به پریز برق متصل است، نیروی ثابتی را از طریق باتری که آن هم نیروی ثابتی را از پریز دریافت می کند، می گیرد. اگر نیرو در پریز قطع شود (مثلا در هنگام برق رفتگی)، لپ تاپ به علت وجود باتری تعبیه شده روشن باقی می ماند.

تفاوت عمده و قابل مشاهده این دونوع سیستم باتری پشتیبان، با فرض قدرت کافی موجود در باتری، در این است که اگر کامپیوتر به یک یو پی اس آنلاین وصل باشد، در اثر قطع نیرو خاموش نخواهد شد اما اگر به یو پی اس استندبای متصل باشد که به برق رفتگی واکنش سریعی نشان نمی دهد، ممکن است (حتی برای چند لحظه) نیرو را از دست بدهد. علیرغم اینکه سیستم های جدیدتر قادر به تشخیص مشکل نیرو در دو میلی ثانیه هستند.

باتوجه به مزیت بیان شده، معمولا  یو پی اس آنلاین گران تر از یو پی اس تعاملی است.