ชนิดและประเภทของ UPS
ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่จะต้องรู้จักกับสิ่งที่เรียกว่า ตัวสำรองไฟ หรือ UPS ที่เป็นหนึ่งในสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการใช้งานคอมพิวเตอร์ เพราะมันคือสิ่งที่ช่วยไม่ให้คอมพิวเตอร์ของเราเสียหายจากไฟดับที่เกิดขึ้นกะทันหัน แต่ UPS เองก็มีหลากหลายชนิด วันนี้จึงขอเสนอเรื่องราวเกี่ยวกับประเภทของ UPS ครับ
UPS คืออะไร?
UPS หรือ Uninterruptible Power Supply คืออุปกรณ์ให้พลังงานสำรองที่จะคอยจ่ายไฟในยามจำเป็น เช่น ในช่วงที่ไฟดับ หรือเหตุใดก็ตามที่ทำให้ตัวจ่ายไฟหลักมีปัญหา UPS ก็จะเข้ามาทำหน้าที่จ่ายไฟแทนจนกว่าจะกลับสู่สภาวะปกติ จึงทำให้เป็นที่นิยมใช้กันมากสำหรับผู้ใช้คอมพิวเตอร์เพื่อให้สำรองไฟล์งานที่กำลังและปิดเครื่องได้อย่างปลอดภัย
หลักการทำงานของ UPS
UPS นั้นทำงานเป็นเครื่องสำรองไฟที่คอยรับพลังงานไฟฟ้าเข้ามาชาร์จในแบตเตอรี่ โดยจะแปลงกระแสไฟฟ้ากลับ (AC) ให้เป็นกระแสไฟฟ้าตรง (DC) เพื่อเก็บเอาไว้ในแบตเตอรี่
ซึ่งเมื่อเกิดเหตุขัดข้องทางด้านไฟฟ้า UPS ก็จะเปลี่ยน DC ให้กลายเป็น AC เพื่อจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ของเราให้ใช้งานได้ต่อไปจนกว่าพลังงานจะหมดจากตัวแบตเตอรี่
หลักการทำงานพื้นฐานของ UPS
ประเภทของ UPS
UPS สามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ประเภทดังนี้
- Standby UPS
- Line-Interactive UPS
- Standby-ferro UPS
- Double Conversion Online UPS
- Delta Conversion Online UPS
Standby UPS
Standby UPS จะมีแบตเตอรี่ที่ได้รับการชาร์จจากตัวจ่ายไฟฟ้าโดยตรง พร้อมกันนั้นก็จ่ายพลังงานไฟฟ้าให้ตามปกติ เมื่อเกิดปัญหาขัดข้องเกี่ยวกับไฟฟ้า Transfer Switch จะสลับไปใช้พลังงานสำรองจากแบตเตอรี่แทน ซึ่งตัวเครื่องแปลงไฟฟ้า (Inverter) ที่อยู่ข้างในเครื่องจะไม่ทำงานจนกว่าจะเกิดเหตุขัดข้องเกี่ยวกับตัวจ่ายไฟหลัก
นั่นจึงทำให้ UPS ชนิดนี้ถูกเรียกว่า Standby UPS เพราะมันจะไม่ทำหน้าที่ของมันจนกว่าจะถึงช่วงเวลาจำเป็น
แต่ว่า UPS ชนิดนี้ถูกออกแบบมาให้ป้องกันเหตุไฟฟ้าดับได้เพียงเท่านั้น ไม่สามารถป้องกันปัญหาอย่างอื่นเช่น ปัญหาไฟเกิน, ไฟตก หรือสัญญาณรบกวนได้ จึงทำให้ UPS ชนิดนี้ไม่เหมาะแก่การใช้งานได้บางพื้นที่
ภาพแสดงการทำงานของ Standby UPS
Line-Interactive UPS
Line-Interactive UPS ถูกออกแบบมาให้ทำการจ่ายพลังงานไฟฟ้าผ่านทาง Transfer Switch ตรงไปยัง Inverter และจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ฺไฟฟ้าโดยตรง พร้อมกันนั้นก็ชาร์จพลังงานเข้ากับแบตเตอรี่ไปด้วย ซึ่งคล้ายกับการทำงานตามปกติของ Standby UPS แต่เมื่อเกิดปัญหาขัดข้อง Inverter จะทำการสลับไปใช้พลังงานจากแบตเตอรี่แทน
UPS ประเภทนี้ได้รับการติดตั้ง ระบบปรับแรงดันอัตโนมัติ (Stabilizer) เพื่อป้องกันเหตุไฟตก, ไฟเกิน และไฟกระชากได้
ภาพแสดงการทำงานของ Line-Interactive UPS
Standby-Ferro UPS
Standby-Ferro UPS มีลักษณะที่พิเศษกว่าทั้งสองชนิดที่กล่าวมาข้างต้น เพราะมีหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบข้างใน เมื่อไฟฟ้าถูกจ่ายผ่านทาง Transfer Switch ก็จะส่งต่อผ่านหม้อแปลงจ่ายเป็นพลังงานให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า ส่วนแบตเตอรี่ก็จะถูกชาร์จจากตัวจ่ายไฟหลัก
เมื่อเกิดเหตุขัดข้องทางไฟฟ้า Inverter จะถูกเปิดใช้งานและนำพลังงานจากแบตเตอรี่มาจ่ายให้กับหม้อแปลง ซึ่งตัวหม้อแปลงเมื่อได้รับการจ่ายไฟจากแบตเตอรี่ก็จะเกิดแรงดันไฟเกินที่อาจทำให้เกิดความเสียหายกับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ นอกจากนี้แล้วหม้อแปลงก็อาจสร้างความร้อนในปริมาณมากที่อาจเป็นอันตรายได้ แถมยังมีขนาดที่ใหญ่กว่า UPS แบบอื่น
ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ Standby-Ferro UPS ไม่เป็นที่นิยมสำหรับการใช้กับคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่เนื่องจากปัญหาความไม่เสถียรที่ได้กล่าวไป อีกทั้งเครื่อง Server และ Router ยุคใหม่ใช้สิ่งที่เรียกว่า Power Factor Corrected (PFC) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจ่ายไฟให้ดียิ่งขึ้น
ภาพแสดงการทำงานของ Standby-Ferro UPS
Double Conversion / Online UPS
Double Conversion หรือ Online UPS มีลักษณะภายในใกล้เคียงกับ Standby UPS ต่างกันแค่เพียงกระแสไฟฟ้าหลักจะถูกจ่ายผ่านทาง Rectifier (ตัวเรียงกระแส) ไปยัง Inverter และเข้าไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า โดยวิธีการก็คือ เมื่อ AC (กระแสไฟฟ้าสลับ) ถูกจ่ายจากตัวจ่ายไฟหลักวิ่งผ่าน Rectifier จะกลายเป็น DC (กระแสไฟฟ้าตรง) ที่ส่งต่อไปยัง Inverter ที่จะแปลงกลับเป็น AC อีกครั้งหนึ่งก่อนส่งต่อไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า ส่วนแบตเตอรี่จะได้รับการชาร์จจาก DC ระหว่าง Rectifier กับ Inverter
เมื่อตัวจ่ายไฟหลักเกิดขัดข้อง Static Bypass Switch ก็จะทำงาน และแบตเตอรี่ก็จะจ่าย DC ไปยัง Inverter เพื่อแปลงเป็น AC ให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า เป็นการจ่ายไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องไม่มีสะดุด ทำให้สามารถป้องกันเหตุการณ์ไฟดับ, ไฟดับ หรือไฟเกินได้
ภาพแสดงการทำงานของ Double Conversion / Online UPS
Delta Conversion Online UPS
Delta Conversion Online UPS คือ UPS รูปแบบใหม่ที่พัฒนาขึ้นมาจากรุ่นก่อนหน้า ในรุ่นนี้ได้มีการเสริม Delta Transformer เข้าไปเพื่อทำการจ่าย AC ให้กับ Delta Converter ไปแปลงเป็น DC เพื่อชาร์จแบตเตอรี่พร้อมๆ กับส่งไปให้ Inverter ใช้แปลงกลับเป็น AC เพื่อใช้จ่ายไฟเข้าไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า นอกจากนี้ Delta Transformer ก็จะจ่ายไฟ AC ควบคู่ไปกับ Inverter เพื่อให้ได้ปริมาณไฟเท่าที่ต้องการ
กล่าวคือ Delta Conversion Online UPS ได้รับการปรับปรุงเพื่อให้จ่ายไฟได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่ง Delta Transformer ที่เพิ่มเข้ามาก็ช่วยให้ UPS รุ่นนี้เหมาะแก่การใช้งานมากขึ้น
ภาพแสดงการทำงานของ Delta Conversion Online UPS
ที่มาของข้อมูล