ทำไมต้องใช้ UPS ในชีวิตประจำวัน

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

1. 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
   
   
2. Line interactive UPS
   UPS ในแบบ Line interactive มีการปรับปรุงการทำงานให้ดีขึ้น โดยให้ Inverter หรือกลไกการทำงานภายในทำงานได้อย่างต่อเนื่อง โดยที่แรงดันไฟจากการไฟฟ้าจะคงที่ แต่ว่ามีการเปลี่ยนแปลงความถี่ด้าน output ให้มีความสอดคล้องกับความถี่ด้าน input
   
   
   
   UPS ประเภท Line interactive จะเหมาะกับโหลดที่มีความอ่อนไหวต่อการรบกวนทางไฟฟ้าในระดับปานกลางเท่านั้น
   
   
3. 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