ระบบ UPS อธิบายไว้: ประเภท คุณสมบัติ และประโยชน์

ระบบอุปกรณ์จ่ายไฟสำรอง (UPS) เป็นเหมือนผู้พิทักษ์เงียบที่คอยปกป้องโลกดิจิทัลที่เราอาศัยอยู่ในปัจจุบัน มันสามารถสร้างเกราะป้องกันที่สำคัญให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บนเรือ หรือเครื่องมือสำคัญต่าง ๆ จากปัญหาการไฟฟ้าขัดข้อง เช่น การไฟฟ้าดับ แรงดันไฟฟ้าต่ำ ไฟกระชาก และความผันผวนของความถี่ สำหรับผู้จัดการฝ่ายไอที ผู้ดำเนินงานศูนย์ข้อมูล และผู้เกี่ยวข้องทุกฝ่ายที่ใช้งานเทคโนโลยีที่มีความละเอียดอ่อน การรู้จักประเภทต่าง ๆ ของอุปกรณ์จ่ายไฟสำรอง (UPS) และข้อมูลจำเพาะของแต่ละประเภทจึงมีความสำคัญอย่างมาก เพื่อให้การดำเนินงานต่อเนื่องไปได้อย่างไม่มีสะดุด

อุปกรณ์จ่ายไฟสำรองแบบแปลงพลังงานสองชั้น (Double-Conversion UPS) กับแบบเดลต้าคอนเวอร์ชัน (Delta Conversion) แตกต่างกันอย่างไร

ในการเลือกเครื่องสำรองไฟฟ้า (UPS) ที่ใช้ในงานประชวรที่ต้องการความแม่นยำสูง นิยมใช้เทคโนโลยีขั้นสูงสองแบบ ได้แก่ เทคโนโลยีแบบสองการแปลง (Two-conversion) และแบบเดลต้าคอนเวอร์ชัน (Delta conversion) ซึ่งช่วยลดทางเลือกให้เหลือเพียงไม่กี่ประเภท เทคโนโลยีทั้งสองทำงานแบบออนไลน์ตลอด 24/7 แต่ผลลัพธ์ที่ได้มีความแตกต่างกันอย่างมาก

เครื่องสำรองไฟฟ้าแบบแปลงสองขั้นตอน (Double-Conversion Online UPS)

เทคโนโลยีนี้ถือเป็นมาตรฐานทองคำ (Gold standard) สำหรับการปกป้องโหลดที่ละเอียดอ่อน เครื่องสำรองไฟฟ้าแบบแปลงสองขั้นตอนทำงานโดยหลักการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ที่ป้อนเข้ามาเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) จากนั้นแปลงกลับเป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่สะอาดและมีเสถียรภาพอีกครั้ง การทำงานนี้จะแยกอุปกรณ์ออกจากแหล่งจ่ายไฟโดยตรงทั้งหมด ทำให้กำจัดปัญหาเชิงฮาร์มอนิกส์ (Harmonics) ความแตกต่างของความถี่ และการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าได้อย่างสมบูรณ์ ตัวแปลงไฟฟ้า (Inverter) จะเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่อยู่ตลอดเวลา และในกรณีที่เกิดการไฟฟ้าดับ จะไม่มีช่วงเวลาการเปลี่ยนผ่านเลย เนื่องจากตัวแปลงไฟฟ้าจะดำเนินการจ่ายไฟฟ้าต่อจากแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติ

เครื่องสำรองไฟฟ้าแบบเดลต้าคอนเวอร์ชันออนไลน์ (Delta Conversion Online UPS)

เทคโนโลยีการแปลงแบบเดลต้าจะปรับสภาพไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง และให้การเปลี่ยนไปใช้พลังงานจากแบตเตอรี่โดยไม่มีการหยุดชะงัก มีจุดเด่นหลักคือการถูกออกแบบมาให้มีประสิทธิภาพสูง โดยใช้โมดูลการแปลงแบบเดลต้าในการปรับตัวประกอบกำลังไฟฟ้า (Power Factor) และควบคุมแรงดันไฟฟ้าอย่างกระตือรือร้น ซึ่งการออกแบบลักษณะนี้ทำให้ระบบสามารถจัดการเฉพาะส่วนประกอบของภาระกำลังไฟฟ้าที่ต้องการแก้ไขเท่านั้น ไม่ใช่ภาระกำลังไฟฟ้าทั้งหมด ทำให้ประสิทธิภาพในการดำเนินงานเพิ่มขึ้นมาก โดยเฉพาะในระดับภาระปกติ และยังคงให้การแยกสัญญาณและป้องกันเต็มรูปแบบเช่นเดียวกับระบบออนไลน์ มีความเหมาะสมเป็นพิเศษกับการใช้งานที่มีภาระแปรปรวน โดยเฉพาะในกรณีที่มีความกังวลเรื่องประสิทธิภาพการใช้พลังงานเป็นสำคัญ

คุณสมบัติหลักของระบบ UPS แบบออนไลน์

ทั้งระบบแปลงแบบสองชั้น (Double-conversion) และระบบแปลงแบบเดลต้า (Delta conversion) ในระบบ UPS แบบออนไลน์มีชุดคุณสมบัติที่ทำให้ระบบนี้เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งต่อโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ

ผลิตคลื่นไซน์บริสุทธิ์

ซัพพลายเพาเวอร์สำหรับเซิร์ฟเวอร์และอุปกรณ์ทางการแพทย์รุ่นใหม่ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อสัญญาณ ซึ่งถูกออกแบบมาให้ทำงานบนคลื่นไซน์เวฟที่สมบูรณ์แบบ ในระบบที่ใช้ UPS แบบออนไลน์จะผลิตคลื่นไซน์เวฟที่ราบรื่นและคงที่ ซึ่งช่วยให้เกิดความเข้ากันได้กับอุปกรณ์ทุกชนิดอย่างสมบูรณ์ และป้องกันปัญหา เช่น การร้อนเกิน, ความไม่เสถียร, หรือความเสียหายที่อาจเกิดจากเอาต์พุตคลื่นไซน์เวฟเทียมที่มักพบในรุ่น UPS ระดับล่าง

เวลาโอนศูนย์

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของ UPS แบบออนไลน์คือการไม่มีเวลาในการเปลี่ยนผ่าน (zero transfer time) เนื่องจากอินเวอร์เตอร์จ่ายไฟให้กับโหลดโดยตรง จึงไม่ต้องใช้การสลับแหล่งจ่ายไฟแบบกลไกเมื่อกระแสไฟหลักดับ การเปลี่ยนไปใช้พลังงานจากแบตเตอรี่จึงเกิดขึ้นทันทีและราบรื่น ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการปกป้องระบบขั้นสูงที่อาจเกิดความล้มเหลวหรือข้อผิดพลาดจากช่วงเวลาที่ไฟดับเพียงเสี้ยววินาที

ความสามารถในการขยายขนาดและความเป็นโมดูลาร์

เมื่อความต้องการทางธุรกิจเพิ่มขึ้น ความต้องการพลังงานก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ระบบออนไลน์ยูพีเอสสมัยใหม่ส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นมาให้สามารถขยายระบบได้ ซึ่งอาจรวมถึงความสามารถในการเพิ่มชุดแบตเตอรี่ภายนอกเพื่อเพิ่มระยะเวลาการใช้งาน หรือใช้หน่วยแบบโมดูลาร์ที่สามารถเปลี่ยนขณะเครื่องทำงานได้ (Hot-swappable) เพื่อให้สามารถขยายกำลังการผลิตและบำรุงรักษาได้ง่าย โดยไม่ต้องหยุดระบบจ่ายไฟฟ้าสำหรับโหลดที่ต้องการการปกป้อง

ข้อดีอันดับต้นๆ ของระบบออนไลน์ยูพีเอสสำหรับศูนย์ข้อมูลและงานประยุกต์ใช้งานที่สำคัญ

ระบบออนไลน์ยูพีเอสเป็นทางออกเดียวที่เป็นไปได้สำหรับสภาพแวดล้อมที่ไม่สามารถยอมรับการหยุดทำงานได้ เนื้อฐานของความน่าเชื่อถือและการทำงานนั้นมาจากข้อดีที่ระบบออนไลน์ยูพีเอสมี

การแยกส่วนการแปลงไฟฟ้าแบบเต็มที่ที่มีให้บริการผ่านกระบวนการแปลงสองชั้นรับประกันได้ว่าเซิร์ฟเวอร์และฮาร์ดแวร์เครือข่ายจะได้รับเพียงพลังงานไฟฟ้าที่สะอาด ซึ่งช่วยลดความเครียดของฮาร์ดแวร์อย่างมาก เพิ่มอายุการใช้งานของอุปกรณ์ และป้องกันการเสียหายของข้อมูลที่เกิดจากไฟฟ้าไม่สะอาด เวลาในการเปลี่ยนผ่านศูนย์ (Zero transfer time) ทำให้แม้แต่ระบบที่ไวต่อการรบกวนมากที่สุด เช่น ระบบจัดการธุรกรรมทางการเงิน หรือระบบประมวลผลแบบเรียลไทม์ จะไม่เกิดสะดุดหรือผิดพลาดในช่วงเหตุการณ์ไฟฟ้าขัดข้อง

นอกจากนี้ ระบบทั้งหลายเหล่านี้สามารถขยายระบบเพิ่มเติมได้ ซึ่งช่วยให้ผู้จัดการศูนย์ข้อมูลสามารถกำหนดขนาดการป้องกันพลังงานเริ่มต้นให้เหมาะสม และขยายเพิ่มขึ้นได้ตามที่โครงสร้างพื้นฐานเติบโตขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพและประหยัดต้นทุน การป้องกันที่เชื่อถือได้ ความสม่ำเสมอ และการออกแบบที่ทันสมัย ทำให้ UPS แบบออนไลน์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานที่สำคัญทุกประการ