コンピュータ組み込み用UPSにはどのような電池が使われていますか？

世界中のさまざまな業界で組み込みコンピューターが使用されています。その結果、石油・ガス業界のパイプライン監視から侵入リスクの監視と軽減を目的としたネットワーク セキュリティ デバイスに至るまで、組み込みコンピューターが私たちの周りで継続的に使用されています。さて、この記事では、組み込みコンピューターとそれに使用されるバッテリーの種類について見ていきます。

組み込みコンピュータとは何ですか?

ハードウェアとソフトウェアを組み合わせて組み込みコンピュータを作成し、特定のタスクを実行するために作成されます。極端な温度など、意図された環境での課題に耐えるように作られています。

汎用 CPU とラップトップは、いくつかの理由から組み込みコンピューターとは見なされません。 「組み込み」という用語は、まずコンピュータがより大きな機械または電子システムの一部である必要があることを示唆しています。ほとんどの人は、「コンピューター」という言葉からスタンドアロン コンピューターを連想します。第 2 に、組み込みコンピュータは単一のタスクを実行するように構築されていますが、ラップトップは複数のアプリケーション、ソフトウェア、および計算を同時にダウンロードして実行できます。

組み込みコンピュータは電子データを取り込んで処理し、アンチロック ブレーキ システムや電気オーブンなどのシステムの機械部品と通信します。需要が高まり続けるにつれて、現代のテクノロジーにおける組み込みコンピューターの重要性はますます高まるでしょう。次回電子レンジを使用したり、冷蔵庫を開けたりするときに、ほとんどの機能に組み込みコンピューターが必要になることに注意してください。

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組み込みコンピュータ UPS とは何ですか?

コンピューター、電気通信システム、計測機器などのデジタル テクノロジーで使用されるマイクロプロセッサーは高周波数で動作し、1 秒あたり数百万、場合によっては数十億の操作を処理できます。その結果、何百万、あるいは何千もの単純な作業が、電力供給の短時間の中断の影響を感じる可能性があります。その結果、障害やデータ損失が発生し、危険または高価な影響 (生産損失など) が発生する可能性があります。このため、敏感な負荷または重要な負荷とも呼ばれる多くの負荷には、保護された電源が必要です。たとえば、配電システムの障害に対するコンピュータ機器に関するコンピュータ事務機器製造者協会は、機器の配送について、配電システムの許容範囲よりもはるかに厳しい非常に厳しい許容範囲を指定しています。

パーソナル コンピュータのデスクトップ ワークステーションの設計における携帯性の向上の要件により、パーソナル コンピュータ (PC) 用の無停電電源装置 (UPS) の需要が高まりました。この設計では、バックアップ電源として機能するだけでなく、システム ユニット シェル内にユニットが組み込まれているため、使用できるシステム コンポーネントの数が減ります。さらに、このユニットを組み込むと、接続ワイヤの煩雑な外観がなくなり、コンピュータ全体がラップトップに変わります。重要な回路コンポーネントとしてマイクロコントローラーを含めるかどうかを検討する必要があります。元のデザインの重く特大のコンポーネントは削除されました。 UPS はこのマイクロコントローラーのみを使用するため、「機器」として分類されます。

組み込みコンピュータ UPS はどのような種類のバッテリを使用しますか?

無停電電源装置 ( UPS ) は通常、組み込みコンピュータの 3 種類のバッテリ (ニッケル カドミウム、鉛酸、またはリチウム イオン) のいずれかを使用します。残念ながら、「最良の」UPS バッテリ テクノロジは 1 つもありません。それぞれの状況に応じて、異なる選択肢が必要になります。

鉛酸 UPS バッテリー

無停電電源装置システムで使用される場合、鉛蓄電池は信頼性が実証されています。その結果、重量が主な懸念事項ではない組み込みコンピュータなどの高出力アプリケーションに対して、最もコスト効率の高いオプションを提供します。

この費用対効果は、高い耐性や低い内部インピーダンスなどの追加の性能特性と組み合わされています。

鉛蓄電池には 2 つの種類があります。

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●(VRLA)バルブ調整式

最新の UPS システムで最も普及しているバッテリのタイプは VRLA です。これらは、内圧が上昇した場合に通気してガスを排出するバルブを備えたケースに収められています。 AGM とゲルは、使用される電解質組成物の 2 つの主要な形式です。 AGM テクノロジーは、価格が低く、内部抵抗が低く、充放電速度が高いため、UPS バッテリーの標準となっています。ゲル充填 VRLA の内部抵抗は高くなりますが、より広い動作温度範囲やより長い設計寿命などの利点があります。

●(VLA)オープンベント

VLA バッテリーは電解質酸で満たされており、設計寿命が長いため、垂直に保ち、洗浄設備を備えた特別な部屋に置く必要があります。さらに、VRLA よりもコストがかかります。

リチウムイオン UPS バッテリー

リチウムイオン (Li-Ion) バッテリーは、ラップトップ、組み込みコンピューター、スマートフォンなどの電子機器に長年使用されてきましたが、現在では電気自動車の開発に不可欠なコンポーネントとなっています。しかし最近では、無停電電源装置やその他のエネルギー貯蔵システム（風力や太陽光などの再生可能エネルギーを使用するシステムなど）のバックアップ代替手段としての魅力がますます高まっています。

リチウムイオン電池には、各セルの性能変化を検査する電池監視および管理システムが組み込まれているため、従来の VRLA/SLA 電池よりも信頼性が高くなります。リチウムイオン UPS バッテリは、電力密度が大幅に優れているため、大幅に小型軽量になるという利点もあります。さらに、充電時間の短縮、サイクルの延長、耐用年数の少なくとも 2 倍の増加という点で、VRLA/SLA よりも優れています。

最近価格が下がったにもかかわらず、リチウムイオン UPS バッテリは当初の代替品よりも依然としてかなり高価です。

ただし、耐用年数が長くなることで、初期資本支出の増加が補われます。さらに、リチウムイオン電池はより高い温度で動作し、発生する熱が少ないため、それほど多くの空調を必要とせず、冷却費の削減に役立ちます。

ニッケルカドミウム UPS バッテリー

以前は組み込みコンピューターに一般的な選択肢であったニッケルカドミウム (NiCd) バッテリーは、中国のような周囲温度が非常に高い場所の UPS アプリケーションに今でも使用されています。

バッテリーの正極の電極は水酸化ニッケルで構成され、負極の電極は水酸化カドミウムで構成されています。

NiCd には、20 年の設計寿命、広い温度範囲 (-20°C ～ +40°C) での動作能力、長いサイクル寿命、および深放電に耐える能力という利点があります。

一方、より一般的な VRLA タイプと比較すると、NiCd UPS バッテリは大幅に高価です。さらに、ニッケルとカドミウムは有害な物質であるため、製品の耐用年数が終了した際のリサイクルと廃棄手続きには法外な費用がかかります。これは、中国や米国のような厳格な環境規則や規制がある国に特に当てはまります。

よくある質問:

内蔵バッテリーとは一体何ですか?

内蔵バッテリーはガジェットに恒久的に組み込まれており、電話では一般的です。筐体の蓋がないため、内部バッテリーがガジェットからさらに保護されます。その代わりに、バッテリーは装置の奥深くに隠されていることがよくあります。

コンピューターの UPS バッテリーの電圧はどれくらいですか?

ほとんどの UPS バッテリは 12 ボルトですが、2 つのバッテリを直列に接続して構築されているものもあります。

なぜコンピュータには UPS が搭載されているのでしょうか?

入力電力が遮断された場合でも、無停電電源装置 (UPS) のおかげで、コンピュータは少なくとも短時間は機能できます。

UPS システムがコンピュータにとって重要なのはなぜですか?

停電が発生した場合、無停電電源装置 (UPS) が直ちにバックアップ電力を供給します。通常、コンピュータやネットワーク ハードウェアなどの他のデバイスは UPS とともに利用されます。ユーザーはこれを行うことで、すべてを保存し、データの損失を防ぎ、マシンを適切にシャットダウンできます。