UPS คือ อะไร ลักษณะการทำงานเป็นยังไง และมีวิธีเลือกซื้ออย่างไร

๊UPS คือ

UPS ย่อมาจาก Uninterruptible Power Supply

UPS หมายถึง แหล่งจ่ายพลังงานต่อเนื่อง

UPS คือ  อุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่สามารถทำการจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือคอมพิวเตอร์ได้ ถึงแม้ว่าตอนไฟดับ ก็ยังจ่ายพลังงานไฟฟ้าออกมาเป็นปกติ

สิ่งที่หลายๆคนเข้าใจผิดเกี่ยวกับ UPS คือ คิดว่าอุปกรณ์ชนิดนี้ใช้งานสำหรับสำรองไฟหลายๆ ชั่วโมง แต่จริงๆแล้ว

จุดประสงค์หลักของมัน คือ การสำรองไฟระยะสั้น เพื่อป้องกันไฟกระชาก ไฟตก หรือเพื่อให้ผู้ใช้มีเวลาบันทึกไฟล์งาน หรือทำการปิดระบบเครื่องใช้ได้อย่างถูกวิธี ในกรณีที่ไฟดับ

สารบัญ

ส่วนประกอบของ UPS คือ อะไรบ้าง

ก่อนที่จะทำความรู้จักว่า UPS คือ อะไร เราควรศึกษาเบื่องต้นก่อน ว่าส่วนประกอบของเครื่องสำรองไฟนั้น มีอะไรบ้าง

  1. Charger
    เครื่องประจุแบตเตอรี่ Charger หรือว่าเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า AC ให้เป็น DC จะทำหน้าที่รับกระแสไฟฟ้าจากระบบจ่ายไฟ AC มาแปลงเป็นเป็นกระแสฟ้า AC มาประจุเก็บไว้ในแบตเตอรี่
  2. Inverter
    เครื่องแปลงกระเสไฟฟ้า Inverter จะทำหน้าที่รับกระแสไฟฟ้า DC จากเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า AC เป็น DC หรือ แบตเตอรี่ และแปลงเป็นกระแสไฟฟ้า AC เพื่อไปใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าทั่วไปและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
  3. Stabilizer
    ระบบปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ หรือที่เคยได้ยินว่า Stabilizer นั้นเอง คอยทำหน้าที่ปรับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่เสถียรมีความปลอดภัยสูงต่ออุปกรณ์ไฟฟ้า

ประโยชน์ของ UPS

ประโยชน์จากการใช้งาน UPS คือ สามารถช่วยป้องกันอันตรายที่อาจจะเกิดขึ้นกับอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น คอมพิวเตอร์หรือ เครื่อง Server ต่างๆ โดยความเสียหายอาจจะเกิดขึ้นจากระบบไฟฟ้าที่ไม่เสถียร เช่น ไฟตก ไฟดับ หรือระบบไฟฟ้าขัดข้อง ทำให้จ่ายๆไฟได้ไม่เต็มกระแส โดย UPS ก็จะปรับกระแสไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่ดีเพื่อให้อุปกรณ์ไฟฟ้าสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง

ชนิดของยูพีเอสที่จำหน่ายทั่วไป

ประเภทของ UPS ที่จำหน่ายทั่วไปตามท้องตลาด มีทั้งหมด 3 ชนิดดังนี้

  1. Offline UPS หรือ Standby UPS

    การทำงานของ UPS ชนิดนี้ เมื่อสภาวะไฟฟ้าปกติ อุปกรณ์ไฟฟ้า (Load) จะได้รับพลังงานไฟฟ้าจากระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้า (Main) จากการไฟฟ้าโดยตรง ในขณะเดียวกัน เครื่องประจุกระแสไฟฟ้า (Charger) จะทำการประจุกระแสไฟฟ้าให้กับแบตเตอรี่ไปด้วยเวลาที่ไฟฟ้าดับ แบตเตอรี่จะจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) เพื่อแปลงกระแสไฟฟ้าและจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า โดยใช้ตัวสับเปลี่ยน (Transfer Switch) สำหรับเลือกแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าระหว่างระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้าหรือเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้ากรณีที่สภาวะไฟฟ้าปกติหรือกระแสไฟฟ้าผิดปกติเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่สั้นมากจนตัวสับเปลี่ยน (Transfer Switch) สลับแหล่งจ่ายไฟฟ้าไม่ทัน พลังงานไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าจะมาจากระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้าโดยตรง

    ถ้าคุณภาพไฟฟ้าจากระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้าไม่ดี เช่น ไฟตก, ไฟดับ, ไฟกระชาก อุปกรณ์ไฟฟ้าก็จะได้รับพลังงานไฟฟ้าคุณภาพไม่ดีครับเพราะ ข้อเสียของ Offline UPS คือ ถูกออกแบบให้ป้องกันกรณีเกิดไฟดับเพียงอย่างเดียวเท่านั้น ไม่สามารถป้องกันปัญหาแรงดันไฟฟ้าที่ผันผวนและสัญญาณรบกวนได้ เลยทำให้เป็นชนิดที่มีราคาถูก ประหยัดที่สุด

    คุณสมบัติของ Offline UPS โดยสรุป

    ข้อดี
    ราคาถูก ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา, ออกแบบง่าย และการติดตั้ง ใช้งาน ไม่ซับซ้อน

    ข้อเสีย
    สามารถป้องกันปัญหาไฟดับได้เพียงอย่างเดียว และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่และ UPS สั้น ไม่สามารถแก้ไขปัญหาทางไฟฟ้า เช่น ไฟตก – ไฟเกินได้ และเมื่อมีความผิดปกติ กระแสไฟฟ้าจะผ่านเข้าไปยัง UPS จะผ่านไปให้กับ Load ทันที ทำให้ Load เสียหายได้

  2. Online Protection UPS หรือ Line Interactive UPSจากภาพด้านบนที่แสดงการทำงานของ UPS ตัวนี้ จะเห็นว่ามีการออกแบบมาเหมือนกับ Offline UPS คือ มีระบบชิ้นส่วน Charger, Battery และ Inverter เหมือนกันนะครับ แต่จะมีส่วนที่เพิ่มขึ้นมา ได้แก่ระบบปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติหรือ (Stabilizer) คอยช่วยในการ Backup กระแสไฟให้กับอุปกรณ์ในเวลาที่สภาวะไฟฟ้าปกติ อุปกรณ์ไฟฟ้า (Load) จะได้รับพลังงานไฟฟ้าจากระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้า (Main) จากการไฟฟ้า โดยผ่านระบบปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัตินี้ ซึ่งจะมีหน้าที่รักษาระดับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ ป้องกันปัญหาไฟตก, ไฟเกิน และไฟกระชาก เครื่องประจุกระแสไฟฟ้า (Charger) ก็จะทำการประจุกระแสไฟฟ้าเก็บไว้ในแบตเตอรี่

    เมื่อไฟฟ้าดับ จะจ่ายพลังงานให้กับเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) ทำการแปลงกระแสไฟฟ้า และจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า โดยใช้ตัวสับเปลี่ยน (Transfer Switch) สำหรับเลือกแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าระหว่างระบบปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติหรือเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า

    UPS ชนิดนี้ถูกพัฒนามาจาก Offline UPS โดยเพิ่มระบบป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูงหรือต่ำอัตโนมัติ (Stabilizer) เพื่อป้องกันปัญหาทางไฟฟ้า ช่วยให้ UPS ไม่จำเป็นต้องจ่ายพลังงานไฟฟ้าสำรองจากแบตเตอรี่ทุกครั้งที่ไฟตกหรือไฟเกิน

    ด้วยเหตุนี้ Online Protection UPS หรือ Line Interactive UPS with Stabilizer จึงเป็น UPS ที่นิยมมากที่สุดในประเทศไทยขณะนี้

    คุณสมบัติของ Online Protection UPS โดยสรุป

    ข้อดี
    มีระบบปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ Stabilizer เพื่อป้องกันปัญหาไฟเกินและไฟตก และราคาเหมาะสำหรับการใช้งานทั่วๆ ไป มีขนาดกระทัดรัด น้ำหนักเบา

    ข้อเสีย
    ไม่สามารถแก้ปัญหาความผิดพลาดทางด้านความถี่ได้ และไม่เหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่มีความไวต่อคุณภาพของกระแสไฟฟ้ามากๆ เช่น เครื่องมือแพทย์หรือพวกเครื่องจักร

  3. True Online UPS หรือ Double Conversion Online

    UPS แบบ True Online จะมีศักยภาพในการทำงานสูงสุด จากภาพการทำงานด้านบน เครื่องประจุกระแสไฟฟ้า (Charger) และเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) จะทำงานตลอดเวลา ไม่ว่าคุณภาพไฟฟ้าจะเป็นอย่างไร ก็สามารถจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า (Load) ได้ตามปกติจุดแข็งของยูพีเอสชนิดนี้คือสามารถป้องกันปัญหาทางไฟฟ้าได้ทุกกรณี ไม่ว่าจะเป็น ไฟดับ, ไฟตก, ไฟเกิน หรือสัญญาณรบกวนอื่นๆ ถือว่าเป็นชนิดเครื่องสำรองไฟ ที่มีคุณภาพสูงที่สุด ข้อเสียของ True Online UPS คือ มีราคาที่ค่อนข้างสูงกว่าชนิดอื่นๆคุณสมบัติของ Double Conversion Online UPS โดยสรุป

    ข้อดี
    สามารถแก้ปัญหาทางไฟฟ้าได้ทุกกรณี และมีความเชื่อถือได้สูง, อุปกรณ์ไฟฟ้า (Load) จะได้รับพลังงานไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง โดยไม่หยุดชะงัก, สามารถผลิต UPS ได้ทุกขนาด และสามารถตรวจเช็คเครื่อง UPS ได้โดยไม่ต้องปิดอุปกรณ์ต่อพ่วง (Load) เหมาะสำหรับใช้ในการแพทย์ และเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการพลังงานไฟฟ้าที่เสถียร

    ข้อเสีย
    ราคาค่อนข้างสูง การออกแบบยุ่งยาก, การติดตั้งค่อนข้างซับซ้อน, มีขนาดใหญ่ และน้ำหนักมาก

เคล็ดลับในการเลือกซื้อ UPS

เมื่อเราทราบชนิดของ UPS ที่จำหน่ายมาทั้ง 3 ชนิดนี้แล้วเรามาดูวิธีการเลือกซื้อ UPS กันครับว่าเมื่อเราอยากจะได้ UPS สักตัวนึง จะเลือกซื้อขนาดเท่าไหร่ คำนวณอย่างไร

หลักการในการเลือกซื้อ UPS คือ การเลือกขนาดให้เหมาะสมกับการใช้งาน ซึ่งมีขั้นตอนการคำนวณดังต่อไปนี้

  1. เลือกอุปกรณ์ทั้งหมดที่ต้องการป้องกันด้วยเครื่องสำรองไฟฟ้า
  2. ดูรายละเอียดว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าใช้กำลังไฟเท่าไหร่ (ดูที่ฉลากหลังเครื่อง หรือคู่มือการใช้งาน)
  3. ค่ากำลังไฟฟ้าของแต่ละอุปกรณ์จะต้องเปลี่ยนเป็นโวลต์-แอมป์ เพื่อทำให้สามารถรวมเข้าเป็นหน่วยเดียวกัน
    1. การแปลงเป็นโวลต์-แอมป์
      ถ้ากำลังไฟฟ้าเป็นวัตต์
      W x 1.4 = VA
      ถ้ากำลังไฟฟ้าเป็นแอมป์
      A x 220 = VA
  4. เมื่อได้ค่ากำลังไฟฟ้าทั้งหมดเป็นโวลต์-แอมป์ ผู้ใช้งานก็สามารถเลือกขนาดของเครื่องสำรองไฟได้ โดยดูจากขนาด VA ที่ตัวเครื่อง UPS โดยปรกติจะสำรองไฟได้ประมาณ 5 นาที หากต้องการให้ระยะเวลาสำรองที่นานขึ้น หลายสิบนาที หรือเป็นชั่วโมง ทำได้โดย
    1. เลือกเครื่องสำรองไฟที่มีขนาด VA ใหญ่ขึ้น
    2. เลือกเครื่องสำรองไฟที่สามารถต่อแบตเตอรี่เพิ่มเติมภายนอกได้

ตัวอย่างการคำนวณ

หาเครื่องสำรองไฟเพื่อป้องกันคอมพิวเตอร์ 200 VA และ Server ขนาด 500 W วิธีการหาอุปกรณ์และรุ่นของ UPS

  • อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ 200 VA =  200 VA
  • Server ขนาด 500W x 1.4 = 700 VA
  • รวม   200 VA + 700 VA = 900 VA

นำค่าที่ได้มาเพื่อเปรียบเทียบหารุ่น UPS ที่เหมาะสมโดยสามารถเลือกรุ่นที่ VA สูงกว่าค่าที่คำนวณไว้

อุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ ที่จะนำมาใช้กับ UPS จะต้องใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยกว่าหรือเท่ากับความสามารถในการจ่ายพลังงานไฟฟ้าของ UPS ที่ต่ออยู่ แบรนด์ที่เป็นที่นิยมในตลาด อาทิเช่น APCLeonics และ Syndome

สรุป

หวังว่าบทความนี้จะช่วยให้ทุกคนเข้าใจมากขึ้นว่า UPS คือ อะไร ไม่มากก็น้อย และเข้าใจวิธีคำนวณเพื่อเลือกซื้อขนาดยูพีเอสที่เหมาะสมนะครับ หากท่านผู้อ่านมีความสนใจเพิ่มเติมในการสั่งซื้อ สอบถามข้อมูล หรือขอใบเสนอราคา ไม่ว่าจะเป็นในส่วนของอุปกรณ์ใดๆก็ตาม สามารถติดต่อเข้ามาได้ที่