ผู้เขียน: admin

เครื่องสำรองไฟ หรือ UPS (Uninterruptible Power Supply) คืออุปกรณ์ชนิดหนึ่ง ที่ทำหน้าที่จ่ายพลังงานไฟฉุกเฉินให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่พ่วงด้วย เมื่อเกิดปัญหาขัดข้องทางไฟฟ้า หรือไฟดับ เพื่อช่วยให้อุปกรณ์ได้รับพลังงานไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง ไม่ขัดข้อง โดยปัจจุบันสามารถแบ่งประเภทของยูพีเอสได้ทั้งหมด 3 แบบ ตาม Topologies ได้แก่ True Online (Double Conversion), Line-Interactive และ Standby (Offline)

วิธีการทำงาน UPS True Online และ Line-Interactive และ Offline

เบื้องต้นนี้เรามาเรียนรู้กันตั้งแต่พื้นฐานก่อน ว่าเครื่องสำรองไฟทั้ง 3 Topologies นั้น มีวิธีการทำงานอย่างไรบ้าง

1. Standby (Offline) UPS – ปกป้องแบบระดับพื้นฐาน

Offline หรือเรียกอีกอย่างได้ว่า Standby UPS เป็นเครื่องสำรองไฟชนิดเริ่มต้นที่มีราคาถูกที่สุดในทุกประเภท โดยในระบบของตัวอุปกรณ์นั้น จะจ่ายไฟให้โหลดโดยตรงผ่าน Input Power โดยที่ตัวเครื่องจะดึงพลังงานสำรองในส่วน Backup Power มาใช้เมื่อเกิดเหตุไฟดับเท่านั้น

ผังวงจรหลักการทำงานแบบ Offline

อธิบายให้เข้าใจง่ายๆ คือ ในสภาวะไฟฟ้าปกติ ตัวอุปกรณ์ไฟฟ้าจะยังคงได้รับพลังงานไฟโดยตรงจากแหล่งจ่ายไฟธรรมชาติ ในขณะที่วงจรภายในเครื่อง UPS ทั้งหมดจะอยู่ในสถานะ Offline อย่างไรก็ตาม ตัว UPS ก็จะถูกเสียบพ่วงกับแหล่งจ่ายไฟธรรมชาติเช่นกัน เพื่อคอยชาร์จให้ Battery เต็มเสมอ เมื่อเกิดเหตุไฟดับ ยูพีเอสจะทำการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าทันทีโดยการเชื่อม Inverter Output เข้าสู่ Critical Load

2. Line-interactive UPS – ปกป้องแบบระดับกลาง

Line-interactive UPS เป็นเครื่องสำรองไฟที่ระดับสูงขึ้นมากว่าแบบ Offline 1 ขั้น โดยจะมีเพิ่ม Inverter เข้าไปในระบบการเดินไฟฟ้า และทำการเปลี่ยนเส้นทางการเดินไฟจาก Battery เข้าสู่อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต่อพ่วงด้วยเมื่อไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายธรรมชาติขัดข้อง

ผังวงจรหลักการทำงานแบบ Line-interactive

รูปแบบนี้มีการออกแบบมาอย่างชาญฉลาด คือตัว Inverter นั้น จะเชื่อมต่อกับ Output ของ UPS ตลอดเวลา ในสถานการณ์ไฟฟ้าปกติ ตัว Inverter ของ UPS จะปรับเส้นทางเดินไฟให้จ่ายไปยังแบตเตอรี่ของเครื่องสำรองไฟเพื่อทำการชาร์จ เมื่อไฟดับ ตัว Transfer Switch จะเริ่มทำงาน และพลังงานจะถูกส่งออกจาก Battery เข้าสู่อุปกรณ์ไฟฟ้าโดย Output ของ UPS นั่นเอง รูปแบบการดีไซน์แบบ Line-interactive นี้ ช่วยในการ Filtering และลดระยะเวลาดีเลย์ขณะเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟ เพราะตัว Inverter จะทำงานและเชื่อมต่อกับ Output ตลอดเวลา

3. True Online UPS – ปกป้องแบบครบวงจร

UPS แบบ True Online หรือเรียกอีกอย่างได้ว่าแบบ Double Conversion ใช้วิธีรับพลังงานผ่าน AC Input และแปลงเป็น DC เพื่อส่งต่อผ่าน Battery จากนั้นจึง Invert กลับเป็น AC อีกรอบเพื่อส่งต่อให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต่อพ่วงด้วยเป็นขั้นตอนสุดท้าย

ผังวงจรหลักการทำงานแบบ True Online

ในเครื่องสำรองไฟแบบ True Online (Double Conversion) ตัว Input AC จะทำหน้าที่รับไฟจากแหล่งจ่ายธรรมชาติเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ และส่งต่อไปยัง Output Inverter อีกที ทำให้เมื่อเกิดปัญหาไฟดับ ไฟตก หรือไฟกระชาก จะไม่ส่งผลกระทบต่อไฟที่กำลังจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า เพราะเมื่อเกิดเหตุขัดข้องขึ้น ทำให้ตัว Rectifier ไม่ได้รับไฟฟ้า Battery ของ UPS จะยังคงทำหน้าที่จ่ายไฟให้อุปกรณ์เหมือนเดิมไม่เปลี่ยนแปลง ทำให้ไม่เกิดระยะเวลาดีเลย์ เมื่อไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟกลับมาใช้งานได้อีกครั้ง ตัว Rectifier ก็จะกลับมารับพลังงานใหม่ เพื่อนำจ่ายเข้าสู่ Battery เพื่อชาร์จ ซึ่งระยะเวลาการชาร์จไฟอาจจะมีการตั้งค่าจำกัดไว้เพื่อป้องกันไม่ให้ตัว Rectifier และ Battery ทำงานหนักเกินไป

ผลลัพธ์ที่ได้คือ คลื่น Output Voltage ที่ยูพีเอสประเภทนี้จ่ายออกให้อุปกรณ์ ตะเป็นแบบ Pure Sine Wave ซึ่งมีความเสถียรสูง เหมาะกับการใช้งานกับอุปกรณ์ที่มีความสำคัญมากๆ อาทิเช่น เครื่องมือแพทย์ หรือ เซิร์ฟเวอร์ เป็นต้น

source : addin.co.th/blog