Pengertian, Fungsi UPS dan Cara Kerjanya

Posted on

Dalam istilah kelistrikan pengertian UPS adalah suatu perangkat yang fungsi nya adalah sebagai backup power listrik ketika terjadi pemadaman listrik secara tiba tiba supaya tidak merusak perangkat elektronik yang disupply nya. Biasanya yang selalu dipasangi UPS ini adalah PC/ komputer karena perangkat ini sangat rentan terhadap under maupun over voltage (naik turun tegangan listrik) terlebih lagi mati tiba tiba karena bisa merusak hardisk yang merupakan tempat penyimpanan data pada komputer maupun server dan network jaringan.

Nah UPS ini berfungsi sebagai backup listrik sementara sehingga user bisa mematikan PC secara aman dan tidak terjadi kehilangan data selama PC digunakan karena pengguna komputer belum menyimpan data. Pada artikel kali ini akan diterangkan beberapa dibawah ini :

  1. Pengertian UPS
  2. Fungsi UPS
  3. Cara kerja UPS

Pengertian UPS

Apa itu UPS ? sebenarnya UPS adalah kepanjangan dari Uninteruptible Power Supply yang artinya secara kasar adalah sumber daya listrik tanpa gangguan/ hambatan. Gangguan dari apa ? tentunya dari kejadian mati listrik maupun under dan over voltage seperti dijelaskan diatas. Untuk bisa menjalankan fungsinya UPS menggunakan energi yang bersumber baterai kering yang kemudian di ubah ke tegangan AC dengan menggunakan rangkaian inverter, karena kapasitas baterai terbatas tentunya UPS tidak bisa menggantikan listrik PLN secara penuh.

Umumnya dengan kapasitas dan kondisi baterai full mungkin hanya bisa menggantikan fungsi PLN selama 10 – 15 menit saja dan seharusnya waktu tersebut cukup untuk sekedar mematikan perangkat dengan aman.

UPS untuk rumahan atau perusahaan skala kecil mungkin hanya menggunakan UPS dengan fungsi hanya sekedar backup listrik dan stabilizer saja dengan kapasitas antara 700 VA – 1200 VA saja, contohnya seperti unit UPS dibawah ini yang memiliki kapasitas 700 VA :

UPS untuk PC

Sedangkan untuk UPS dengan penggunaan server di data center bisa berukuran sangat besar dengan kapasitas hingga ratusan KVA seperti unit UPS dibawah ini dengan kapasitas 310 KVA

UPS untuk server

Ukuran baterai untuk UPS jenis ini pun sangat besar, jika pada UPS kecil dengan kapasitas 700 VA menggunakan baterai dengan kapasitas 7AH saja maka pada UPS dengan kapasitas 300 KVA bisa menggunakan baterai dengan kapasitas hingga 3000 AH dan biasanya pemasangannya dibuat terpisah berupa rack battery seperti gambar dibawah ini

baterai ups server

Intinya UPS merupakan sebuah perangkat tambahan saja, tetapi wajib dimiliki untuk antisipasi jika terjadi mati listrik secara tiba tiba.

Untuk anda yang bertempat tinggal di daerah yang tegangan listriknya tidak stabil atau sering terjadi pemadaman listrik wajib memiliki UPS untuk peralatan elektronik yang rentan terhadap naik turun tegangan maupun pemadaman listrik misalnya komputer dan lain lain yang bisa terjadi kerusakan fatal jika terjadi gangguan listrik.

Namun untuk perangkat yang fungsi dan sifatnya vital seperti misalnya saja server komputer / data center maupun perangkat network maka UPS ini wajib hukumnya dan tentunya jenis UPS yang digunakan pun berbeda dengan UPS untuk rumahan.

Fungsi UPS

UPS sebenarnya hanya bekerja pada saat terjadi gangguan listrik saja karena memang fungsi UPS adalah sebagai backup listrik PLN ketika terjadi pemadaman listrik secara tiba tiba sehingga bagi anda yang tinggal di perkotaan yang biasanya listrik stabil dan jarang pemadaman listrik mungkin UPS yang dipasang kebanyakan menganggur. Bahkan ketika terjadi mati listrik pun UPS hanya bisa bekerja tidak sampai 15 menit dikarenakan kapasitas baterai sebagai energi UPS juga terbatas.

Jika demikian kenapa tidak menggunakan Genset / generator listrik saja ? genset bahkan bisa menggantikan fungsi tegangan PLN dalam waktu yang lama. Disinilah perbedaannya backup power dengan menggunakan UPS dengan menggunakan genset. Pada saat terjadi mati listrik secara tiba tiba tentunya genset tidak bisa langsung menggantikan PLN karena diperlukan waktu untuk menyalakan genset terlebih dahulu baik secara manual maupun otomatis belum lagi ditambah dengan waktu pemanasan yang diperlukan genset sebelum diberi beban.

Sedangkan UPS bisa menggantikan fungsi PLN seketika itu juga ketika terjadi mati listrik bahkan biasanya hanya diperlukan waktu 4 ms saja untuk UPS menyalakan fungsi inverter menggantikan PLN. Nah di perkantoran maupun jasa layanan seperti Bank dan lainnya UPS sangat bermanfaat di jeda waktu saat genset mempersiapkan untuk menggantikan fungsi PLN secara penuh.

Berikut ini contoh diagram penerapan UPS dan generator set :

instalasi UPS dan genset

Jika UPS juga include/termasuk dengan stabilizer atau penyetabil tegangan maka akan sangat bermanfaat karena walaupun di perkotaan kenyataannya sering sekali terjadi naik turun listrik sehingga fungsinya tidak banyak mengganggur saja, pada umumnya UPS sudah termasuk dengan stabilizer walaupun mungkin fungsinya tidak maksimal seperti stabilizer unit terpisah. Tidak maksimal yang dimaksud adalah range tegangan yang bisa dicover oleh UPS mungkin hanya terbatas pada range tegangan tertentu saja.

Berikut ini beberapa fungsi UPS :

  1. Menstabilkan tegangan yang masuk supaya lebih aman jika terjadi naik turun listrik
  2. Sebagai backup power/ listrik sementara jika terjadi mati listrik maupun over/under voltage supaya perangkat bisa dimatikan dengan aman
  3. Untuk UPS tertentu bisa mengamankan perangkat listrik dari spike, frekuensi listrik yang tidak sesuai dll
  4. Mengamankan dari petir (khusus UPS tertentu dengan fuse pengaman anti petir)

Cara Kerja UPS

Sebenarnya ada beberapa jenis UPS yaitu Offline dan Online namun untuk mempermudah pemahaman akan dijelaskan cara kerja UPS offline karena lebih sederhana, adapun UPS dalam fungsinya sebagai backup sementara terdiri dari 3 bagian utama yaitu :

  1. Rectifier / battery charger – fungsi bagian ini adalah sebagai rangkaian pengisi baterai ketika tegangan dari PLN normal sehingga baterai bisa di charge sampai penuh untuk nanti digunakan saat terjadi gangguan listrik. Pada UPS rumahan biasanya kapasitas baterai hanya 12 VDC 7AH
  2. Rangkaian Inverter – merupakan inti dari UPS yang berfungsi untuk mengkonversi energi dari baterai ke bentuk listrik AC. Sebenarnya berdasarkan jenis outputnya ada beberapa sinyal keluaran yaitu sinyal PWM dan sinyal sinus.  Pada artikel sebelumnya sudah pernah dibahas juga mengenai pengertian dan cara kerja inverter. UPS dengan sinyal output sinus lebih mahal harganya karena outputnya benar benar seperti dari PLN sehingga aman digunakan untuk perangkat apapun. Berikut ini perbedaan sinyal PWM dan Sinus :

bentuk gelombang UPS

Dan berikut ini adalah cara kerja UPS ketika tegangan normal

Cara kerja UPS saat listrik normal

Ketika tegangan listrik dalam kondisi normal arus listrik mengalir seperti garis hijau, yaitu tegangan listrik langsung diteruskan/ dibypass dengan relay dari PLN ke beban. Di saat yang bersamaan rangkaian rectifier / charger mengisi daya pada baterai yang biasanya merupakan jenis lead acid/ baterai kering. Dalam kondisi ini berarti UPS dalam keadaan standby.

Sedangkan berikut ini adalah cara kerja UPS ketika terjadi gangguan listrik

Cara kerja UPS saat listrik mati

Ketika tegangan listrik AC dari PLN mati atau terjadi under maupun over voltage UPS akan memutus jalur bypass dan sebagai gantinya menggunakan output dari rangkaian inverter dengan supply berasal dari baterai yang saat kondisi standby sudah di charge. Perpindahan supply tegangan pada UPS biasanya menggunakan relay dan perpindahan tersebut hanya diperlukan waktu beberapa ms (mili second) sehingga perangkat tidak sempat mati.

Fungsi utama dari circuit inverter ini adalah untuk mengubah tegangan baterai yang berupa arus DC dengan tegangan 12 Volt DC menjadi tegangan AC sebesar 220-volt, 50 Hertz (sesuai dengan tegangan PLN).

Nah demikian artikel kali ini tentang UPS semoga bisa bermanfaat untuk menambah wawasan pengunjung blog ini.