پیدایش یو پی اس های ماژولار مرهون پیشرفت در صنایع نیمه هادی است .

مرور تاریخچه پیشرفت در ساخت یو پی اس، مراحل پیشرفت تکنولوژی را نیز نشان می دهد.

در دهه ۷۰ میلادی یو پی اس On-line با تکنولوژی duble convrsion  ظهور پیدا کرد.

این یو پی اس از یکسو ساز جهت تبدیل ولتاژ AC  به DC  جهت شارژ  باتری و همچنین تغذیه اینورتر دستگاه استفاده کند و برای تبدیل ولتاژ DC  به AC  از اینورتر مجهز به ترانس استفاده می کند.

به همین دلیل این یو پی اس ها را  Transfermer Base و یا فرکانس پایین نیز می نامند.

وظیفه این ترانس افزایش ولتاژ اینورتر به سطح مورد نظر و همچنین ساخت نیم سیکلهای مثبت و منفی از یک مجموعه باتری است.

سپس در اواسط دهه ۹۰ ، با پیشرفت در تکنولوژی ساخت نیمه هادی ها ، ترانزیستورهائی با بیس عایق IGBT)) به بازار عرضه شدند .

این ترانزیستورها این امکان را به طراحان  داد تا با استفاده از سیم پیچهایی با هسته فریت، سطح ولتاژ  DC را افزایش داده و سپس مستقیماً ولتاژ سینوسی را از این ولتاژ تقویت شده بدست آورند.

لذا ضرورت استفاده از ترانس از میان برداشته شد و باعث کاهش قیمت ، حجم و وزن محصول تولید شده گردید.

مزایایی از قبیل راندمان و ضریب توان ورودیبالاتر ، جریان هارمونیکی (THDi) کمتر، آلودگی صوتی کمتر و عمر بالاتر  باتری نیز از مزایای جانبی بدست آمده بودند.

این یو پی اس،  به نام بدون ترانس (transformer less) یا فرکانس بالا  (high frequency) معروف شده است.

در مراحل بعد حجم و وزن کمتر این تجهیزات، منجر به تولد نسل جدید یو پی اس گردید، تولیدات جدید یو پی اس ماژولار نامیده می شوند.

در توپولوژی ماژولار از چند یو پی اس کوچک که به صورت پارالل کار می کنند، به جای یک یو پی اس بزرگتر استفاده می شود.

در توپولوژی ماژولار علاوه بر راندمان بالا و تعمیر و سرویس آسان تر، افزایش ظرفیت دستگاه نیز براحتی انجام می گیرد.

بعلاوه نیاز به خاموشی یو پی اس برای انجام موارد فوق به صفر می رسد.

ظهور دستگاهای ماژولار با مزایای شاخص کاملاً به موقع بود.

درست زمانی که در کسب و کارها از کامپیوتر به عنوان ابزارهای مهم جهت حسابداری، اتوماسیون اداری و عملیات مهندسی استفاده می کردند، از بین رفتن اطلاعات بدلیل قطعی و نوسان برق به عنوان یکی از معضلات مهم خود نمایی می کرد.

لذا وقفه در انجام عملیات فوق برای سازمانها در بعضی موارد غیر قابل جبران شده است.

بنابراین پیشرفت تکنولوژی از یک سو ساخت یو پی اس ها ماژولار را امکان پذیر کرد.

از سوی دیگر نیاز روز افزون کسب و کارها برای تجهیزات روند تکامل آنها را سرعت می بخشید.

به طور مشابه ، بهبود راندمان دستگاه نیز باعث گردیده تا کسانی که از یکسو فشار پرداخت وجه بیشتر برای انرژی تلف شده و از سوی دیگر فشار نهادهای دوستدار محیط زیست برای تولید کمتر گاز کربنیک را تحمل می کنند ، در انتخاب این سیستم برای مصارف جدید تردیدی به خود راه ندهند.

به طور خلاصه دلایل اصلی پیدایش و رواج یو پی اس های ماژولار را می توان در سه بخش زیر خلاصه نمود :

پیشرفت تکنولوژی، مزایای فنی و مالی و در نهایت شرایط حاکم بر بازار کسب و کار امروزی.

جهت روشن شدن بیشتر موضوع فوق ذکر مثال زیر مفید خواهد بود:

مرکز داده ای را تصور کنید که ۸۰kva توان مصرفی دارد، با توجه به ماهیت کارکرد یک دیتا سنتر که جزء بارهای حیاتی و با حساسیت بالا  محسوب می شود می باید سیستم Redundancy  را در آن در نظر گرفت.

یعنی در صورتی که یکی از سیستم ها مشکل پیدا کند، سیستم دوم به کار خود ادامه دهد و مرکز داده بدون وقفه در مدار بماند.

یک چنین مرکز داده ای را می توان با دو یو پی اس ۸۰ kva  تغذیه نمود (بصورت سیستم های موازی و یا  (Feed A, B)، در صورتی که یکی از یو پی اس ها مشکل پیدا کند یو پی اس دوم بدون وقفه به کار خود ادامه خواهد داد.

از سوی دیگر می توان از یک رک به همراه ۵ ماژول ۲۰ کیلو ولت آمپر استفاده نمود.

در این حالت خارج شدن یک ماژول از مدار بدلیل خرابی یا برای انجام عملیات سرویس توسط بار دیده نخواهد شد.

بارزترین مزیت بدست آمده  در سیستم ماژولار فضای کمتری است که برای نصب (در مقایسه با دو یو پی اس ۸۰ KVA  )لازم است.

در دیتا سنترهای مدرن این مزیت دارای ارزش بالایی است.

اما مزایای مهمتری نیز وجود دارند که تلفات کمتر یکی از آنها است .

در حالت اول هر یو پی اس ۸۰ KVAدر حداکثر توان مصرفی تحت ۴۰ KVA بار قرار خواهد گرفت.

یعنی ۵۰% از ظرفیت نامی در حالی که در یو پی اس ماژولار هر ماژول تحت ۸۰% بار خواهد بود.

همانگونه که می دانیم با افزایش بار هر یو پی اس راندمان آن بالاتر خواهد رفت.

به عبارت دیگر در بهترین حالت به نسبت؛ حداقل ۵% توان کمتری در یو پی اس ماژولار تلف می شود و در شرایط عملی این مقدار حتی به ۱۵% نیز خواهد رسید.

با یک محاسبه ساده برای مثال فوق، کمترین میزان تلفات برق با اختلاف راندمان ۵% در هر ساعت ۴ کیلو وات ، هر شبانه روز ۹۶ کیلو وات و در هر ماه ۲۸۸۰ کیلو وات خواهد بود.

به علاوه سیستم خنک کننده جهت تخلیه حرارت ایجاد شده نیز به انرژی بیشتری نیاز دارد.

با احتساب هر کیلو وات ۲۶۶۶ ریال برای هر ماه معادل ۷،۶۷۸،۰۰۰ هزینه خواهد شد .

و با اختلاف راندمان ۱۵% برای هر ماه این رقم معادل ۲۳،۰۳۴،۰۰۰ ریال خواهد شد.

(محاسبه هزینه برای سال ۱۳۹۳ معتبر است)

با در نظر گرفتن برق مصرفی و هزینه های تعمیر و نگهداری سیستم خنک کننده به مبلغ بسیار بالاتری در هر ماه خواهیم رسید!

افزایش” ضریب در دسترس بودن “سیستم نیز از  دیگر مزایای یو پی اس های ماژولار است .

این ضریب از حاصل تقسیم متوسط زمان لازم جهت تعمیر(MTTR) بر متوسط زمان بین خرابی(MTBF)  بدست می آید.

اگر فرض کنیم زمان لازم جهت تعمیر یک یو پی اس معمولی ۶ ساعت باشد و برای یک ماژول در سیستم  Hot plug زمان نیم ساعت جهت جایگزینی  اختصاص بدهیم به رقم ۹۹۹۹/۹۹ درصد خواهیم رسید.

این مقدار را با اضافه کردن یک ماژول ریداندانت (n+1) حتی می توان افزایش داد.

این سطح از “ضریب در دسترس “بودن برای کاربران بسیار دلپذیر است .

هرچند باید به آن مزیت کاهش هزینه های مرتبط با حضور مهندسین مجرب در محل سایت را نیز اضافه نمود.

قابلیت تغییر توان نامی دستگاه پس از نصب آن نیز یکی دیگر از مزایای بزرگ یو پی اس های ماژولار است .

تصور کنید که در مثال فوق توان مصرفی از۸۰kva به ۱۰۰kva  افزایش یابد.

در سیستم ماژولار لازم است تنها یک ماژول ۲۰kva  دیگر به مجموعه اضافه گردد.

بدون اینکه نیاز به خاموش نمودن دیتا سنتر و یا جا به جا نمودن یو پی اس هایی که قبلاً نصب شده اند باشد.

در شرایط جدید هر یک از ماژولها تحت ۸۳% بار کار خواهند کرد.

اما در طرح غیر ماژولار لازم است یو پی اس ۸۰ kva  سوم را به مجموعه اضافه نمود که هر یو پی اس تحت ۴۲% بار قرار خواهد گرفت.

یعنی کاهش مجدد راندمان، اضافه شدن مقدار زیادی کابل و اشغال فضای بیشتر و همچنین خاموش نمودن مرکز داده برای عملیات فوق