UPS คืออะไร ?
UPS มาจากคำว่า Uninterruptible Power Supply หรือ เครื่องสำรองไฟฟ้าและปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ หากจะแปลความตามตรง ก็หมายถึง แหล่งจ่ายพลังงานต่อเนื่อง นั่นเอง
ดังนั้น จึงสรุปความได้ว่า UPS ก็คือ อุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่สามารถทำการจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างต่อเนื่อง แม้ในเวลาที่เกิดไฟดับ หรือเกิดปัญหาแรงดันไฟฟ้าผันผวนผิดปกติ โดย UPS จะทำการปรับระดับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่อยู่ในระดับที่ปลอดภัยต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
UPS มีหน้าที่อะไร ?
UPS มีหน้าที่ป้องกันความเสียหายที่สามารถเกิดขึ้นกับอุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ (โดยเฉพาะคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วง) อันมีสาเหตุจากความผิดปกติของพลังงานไฟฟ้า เช่น ไฟตก, ไฟดับ, ไฟกระชากและไฟเกิน เป็นต้น รวมถึงมีหน้าที่สำคัญสำหรับการจ่ายพลังงานไฟฟ้าสำรองจากแบตเตอรี่ให้แก่อุปกรณ์ไฟฟ้า หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ เมื่อเกิดปัญหาทางไฟฟ้า
UPS ทำงานอย่างไร ?
หลักการทำงานของ UPS ก็คือ ใช้วิธีการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) แล้วเก็บสำรองไว้ในแบตเตอรี่ส่วนหนึ่ง และในกรณีที่เกิดปัญหาทางไฟฟ้า (เช่น ไฟดับ หรือคุณภาพไฟฟ้าผิดปกติ เป็นต้น) อุปกรณ์ไฟฟ้าไม่สามารถใช้พลังงานไฟฟ้าที่รับมาได้ UPS ก็จะเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรง (DC) จากแบตเตอรี่ ให้กลายเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) แล้วจึงจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า เพื่อให้อุปกรณ์ไฟฟ้ายังคงทำงานได้ตามปกติ
ประโยชน์ของ UPS ได้แก่
ช่วยป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ (โดยเฉพาะคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ) อันเนื่องมาจากกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติได้ (เช่น จากความบกพร่องของระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้าเอง หรือปรากฏการณ์ธรรมชาติ - ฝนตกฟ้าคะนอง พายุฝน หรือจากการรบกวนของอุปกรณ์ไฟฟ้าในอาคารที่ใช้กระแสไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ ฯลฯ) ซึ่งกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติในแต่ละประเภท อาจก่อให้เกิดปัญหาต่างๆ ได้ โดย UPS จะทำหน้าที่ป้องกัน ดังนี้
- จ่ายพลังงานไฟฟ้าสำรองให้แก่อุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เมื่อเกิดไฟดับหรือไฟตก เพื่อให้มีเวลาสำหรับการ Save ข้อมูล และไม่ทำให้ floppy disk และ hard disk เสีย
- ปรับแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่ไม่เป็นอันตรายต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ เมื่อเกิดปัญหาทางไฟฟ้า เช่น ไฟตก, ไฟดับ, ไฟกระชาก และไฟเกิน เป็นต้น
- ป้องกันสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าที่สามารถสร้างความเสียหายต่อข้อมูลและอุปกรณ์ไฟฟ้าได้
ประเภทของ UPS
ประเภทหรือรุปแบบของ UPS จะมีการแบ่งตามลักษณะเฉพาะ โดยแบ่งตามสถาปัตยกรรมทางไฟฟ้าภายในของแต่ละประเภท หรือที่เราเรียกว่า "Topology" ว่าประเภทใดจะให้ประโยชน์ที่เหมาะสมและจำเป็นต่อความต้องการในการป้องกันอุปกรณ์ที่แตกต่างกันออกไป การแบ่งประเภทของ UPS ตามมาตรฐานสากล EN50091-3 แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ
- Passive Stanby UPS (Off-line)
UPS ที่มี Topology ในแบบ Off-line จะเหมาะกับโหลดที่ไม่อ่อนไหวต่อสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า หรือจะต้องเป็นโหลดที่มีแหล่งจ่ายไฟที่มีคุณภาพดี ซึ่งในความเป็นจริงไม่สามารถรับประกันได้ว่าคุณภาพของแรงดันที่จ่ายออกมาจากการไฟฟ้าจะมีคุณภาพดีหรือไม่
ซึ่งการทำงาน ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ โหลดจะรับแรงดันไฟโดยตรงจากการไฟฟ้าโดยผ่านอุปกรณ์ที่ถูกออกแบบมาเพื่อปรับปรุงคุณภาพของระบบไฟฟ้า โดยที่แรงดันส่วนหนึ่งจะถูกนำไปชาร์ตแบตเตอรี่ ผ่านอุปกรณ์ charger โดยจะทำหน้าที่เปลี่ยนไฟกระแสสลับ (AC) ให้เป็นไฟกระแสตรง(DC) และถ้าระบบไฟเกิดล่มหรือมีปัญหาขึ้น เช่น ไฟดับ เป็นต้น UPS จะทำารจ่ายแรงดันไฟจากแบตเตอรี่แทนทันทีภายในเวลาเพียง 2-3 มิลลิวินาที โดยผ่านอุปกรณ์ที่เรียกว่า Inverter ซึ่งทำหน้าที่แปลงไฟกระแสตรง (DC) ให้เป็นไฟกระแสสลับ (AC) เพื่อจ่ายให้กับโหลด ทำให้โหลดทำงานได้อย่างปกติ - Line interactive UPS
UPS ในแบบ Line interactive มีการปรับปรุงการทำงานให้ดีขึ้น โดยให้ Inverter หรือกลไกการทำงานภายในทำงานได้อย่างต่อเนื่อง โดยที่แรงดันไฟจากการไฟฟ้าจะคงที่ แต่ว่ามีการเปลี่ยนแปลงความถี่ด้าน output ให้มีความสอดคล้องกับความถี่ด้าน input
UPS ประเภท Line interactive จะเหมาะกับโหลดที่มีความอ่อนไหวต่อการรบกวนทางไฟฟ้าในระดับปานกลางเท่านั้น - Double conversion UPS (On-line)
UPS แบบ on-line เป็นระบบสำรองไฟที่ประสิทธิภาพสูงสุด เหมาะกับโหลดที่ค่อนข้างมีความสำคัญมาก สามารถทำงานได้อย่างปกติถึงแม้ระบบการจ่ายไฟฟ้าจะไม่เสถียรก็ตาม
หลักการออกแบบ UPS แบบ on-line นั้น กระแสไฟฟ้าด้าน input จะถูกเปลี่ยนจากไฟกระแสสลับเป็นไฟกระแสตรง และจากนั้นก็จะถูกเปลี่ยนจากกระแสตรงเป็นกระแสสลับอีกครั้ง เพื่อจ่ายให้กับโหลด ดั้งนั้นจะเห็นได้ว่าโหลดจะถูกแยกออกจากการรบกวนในระบบแหล่งจ่ายไฟฟ้าโดยสิ้นเชิง และถ้าระบบไฟฟ้าล่ม หรือมีปัญหาขึ้น โหลดจะรับไฟจากแบตเตอรี่แทน โดยผ่าน inverter ซึ่งจะจ่ายกระแสไฟฟ้าได้อย่างรบรื่น โดยไม่มีสัญญาณรบกวนใดๆ และในกรณีที่ตัว UPS เองเกิดมีปัญหาขึ้นมา ระบบจะทำการ by-pass ทันที่เพื่อเป็นการป้องกันความเสียหายที่อาจจะเกิดขึ้นกับโหลด
ขอขอบคุณบทความดีๆจาก www.smarttechcctv.com