UPS คืออะไร ? มีไว้เพื่ออะไร ? มีกี่ชนิด ? พร้อมวิธีเลือกซื้อ UPS ให้เหมาะกับการใช้งาน

UPS คืออะไร ? UPS มีไว้เพื่ออะไร ? UPS มีกี่ชนิด ?
พร้อมวิธีเลือกซื้อ UPS ให้เหมาะกับการใช้งาน

แว้บแรกที่คนทั่วไปเห็นคำว่า UPS อาจจะคิดกันไปถึงบริการไปรษณีย์และการขนส่งพัสดุเจ้าหนึ่งที่มีถิ่นกำเนิดจากประเทศสหรัฐอเมริกา

แต่สำหรับเหล่าผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์เป็นประจำเช่นผู้เขียนแล้ว เมื่อพูดถึง "UPS" สิ่งที่เราจะนึกถึงกันก็คือ "เครื่องสำรองไฟฟ้า" ค่ะ ซึ่งเจ้าเครื่องสำรองไฟฟ้าที่ว่านี้ จะการแบ่งประเภทออกไปอีก เพื่อให้เหมาะสมต่อการใช้งาน และเพื่อถนอมเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการ ให้มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น เราจึงมีวิธีเลือกซื้อ UPS ให้เหมาะสมกับการใช้งานมาฝากด้วยค่ะ

UPS คืออะไร ? (What is an UPS ?)

UPS เป็นตัวย่อภาษาอังกฤษมาจากคำว่า Uninterruptible Power Supply ที่มีความหมายแบบแปลตรงตัวได้ว่า แหล่งจ่ายพลังงานต่อเนื่อง มีชื่อไทยอย่างเป็นทางการว่า เครื่องสำรองไฟฟ้า ซึ่งแน่นอนว่ามีหน้าที่ไว้สำรองไฟฟ้าในเวลาที่เราต้องการไฟฟ้ามาใช้งานนั่นแหละ

ที่มาภาพ : https://www.sicon-emi.com/ups-knowledge_d42

โดยปกติแล้วเวลาเรานึกถึงเรื่องการสำรองไฟฟ้า ผู้คนทั่วไปมักจะนึกถึงพาวเวอร์แบงค์ ที่นิยมใช้กันเพราะความสะดวกในการพกพาเป็นแหล่งไฟฟ้าสำรองให้กับอุปกรณ์พกพาอื่น ๆ เช่น เครื่องเกมพกพา แท็บเล็ต หรือโทรศัพท์มือถือ แต่ถ้าเป็นการสำรองไฟฟ้าสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่ เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ เซิร์ฟเวอร์คอมพิวเตอร์ 

ประโยชน์ของ UPS

ประโยชน์ของ UPS นั้น หลัก ๆ เลยคือ ช่วยให้อุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าที่สามารถเกิดความเสียหายได้ง่ายเมื่อไม่ได้ปิดลงอย่างถูกวิธี เช่น คอมพิวเตอร์ External Storage มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นจากปัญหากระแสไฟฟ้าในรูปแบบต่าง ๆ (เช่น ไฟตก ไฟดับ ไฟกระชาก)

หลักการทำงานของ UPS (How does an UPS Work ?)

หลักการทำงานของ UPS นั้น โดยทั่วไปแล้ว เมื่อเครื่องสำรองไฟรับพลังงานไฟฟ้าเข้ามา ไม่ว่าคุณภาพไฟฟ้าจะเป็นอย่างไรก็จะสามารถจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้เป็นปกติ รวมถึงทำการจ่ายไฟฟ้าสำรองที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า ซึ่งหลักการของ UPS ก็คือใช้วิธีการแปลงไฟฟ้าจากกระแสสลับ (AC) เป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) แล้วเก็บสำรองไว้ในแบตเตอรี่ส่วนหนึ่ง

ที่มาภาพ : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Standby_UPS_Diagram.png

เมื่อเกิดปัญหาทางไฟฟ้า (เช่น ไฟดับ หรือ หรือคุณภาพไฟฟ้าผิดปกติ เป็นต้น) อุปกรณ์ไฟฟ้าไม่สามารถใช้พลังงานไฟฟ้าที่รับมาได้ UPS ก็จะเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงจากแบตเตอรี่ให้กลายเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ แล้วจึงจะจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าตามปกติ

ส่วนประกอบหลักของ UPS มีอะไรบ้าง ?
(What are the Main Components of an UPS ?)

ส่วนประกอบหลักของ UPS ประกอบไปด้วย

ที่มาภาพ : https://www.researchgate.net/figure/Double-conversion-UPS-topology_fig1_252044838

1. เครื่องประจุแบตเตอรี่ (Charger)

หรือ เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าจาก AC เป็น DC (Rectifier)ทำหน้าที่รับกระแสไฟฟ้า AC จากระบบจ่ายไฟ แปลงกระแสไฟฟ้า DC จากนั้นประจุเก็บไว้ในแบตเตอรี่

2. เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter)

ทำหน้าที่รับกระแสไฟฟ้า DC จากเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า AC เป็น DC หรือแบตเตอรี่และแปลงเป็นกระแสไฟฟ้า AC สำหรับใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

3. แบตเตอรี่ (Battery)

ทำหน้าที่เก็บพลังงานไฟฟ้าสำรองไว้ใช้ในกรณีเกิดปัญหาทางไฟฟ้า โดยจะจ่ายกระแสไฟฟ้า DC ให้กับเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าในกรณีที่ไม่สามารถรับกระแสไฟฟ้า AC จากระบบจ่ายไฟได้

ความแตกต่างของ UPS ในแต่ละประเภท
(The Different Types of UPS)

1. Offline / Standby

ในสภาวะไฟฟ้าปกติ อุปกรณ์ไฟฟ้า (Load) จะได้รับพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าหลัก ที่มาจากจากการไฟฟ้าโดยตรง และในขณะเดียวกัน เครื่องก็จะทำการชาร์จประจุกระแสไฟฟ้าให้กับแบตเตอรี่ไปด้วยพร้อมๆ กัน แต่เวลาที่ไฟฟ้าที่จ่ายโดยการไฟฟ้าดับ แบตเตอรี่จะจ่ายพลังงานไฟฟ้า กับเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) เพื่อแปลงกระแสไฟฟ้าและจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า โดยใช้ตัวสับเปลี่ยน (Tranfer Switch) สำหรับเลือกแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าระหว่างระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้าหรือเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า

ที่มาภาพ : https://en.wikipedia.org/wiki/Uninterruptible_power_supply

ถ้าเป็นแบบนี้ หากกรณีที่สภาวะไฟฟ้าปกติ หรือกระแสไฟฟ้าผิดปกติเกิดขึ้น ในช่วงเวลาที่สั้นมากๆ จนตัวสับเปลี่ยนสลับแหล่งจ่ายไฟฟ้าไม่ทัน พลังงานไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า หรือ เครื่องใช้ไฟฟ้า จะมาจากระบบจ่ายไฟโดยตรง ดังนั้น ถ้าคุณภาพไฟฟ้าจากระบบจ่ายไฟไม่ดี (เช่น ไฟตก, ไฟดับ, ไฟกระชาก, หรือมีสัญญาณรบกวน ฯลฯ) อุปกรณ์ไฟฟ้าก็จะได้รับพลังงานไฟฟ้าคุณภาพไม่ดีเช่นเดียวกัน

เนื่องจาก UPS ชนิดนี้ถูกออกแบบให้ป้องกันกรณีเกิดไฟดับเพียงอย่างเดียวเท่านั้น ไม่สามารถป้องกันปัญหาแรงดันไฟฟ้าที่ผันผวนและสัญญาณรบกวนได้ จึงทำให้มีราคาถูกกว่า UPS ชนิดอื่น ๆ และไม่เหมาะกับการใช้งานในบางพื้นที่ เช่น สถานที่ใกล้แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า อาทิ เขื่อน, สถานีไฟฟ้า, และสถานีไฟฟ้าย่อย เป็นต้น รวมถึงไม่เหมาะกับการใช้งานในประเทศไทยด้วย เนื่องจากเกิดไฟตกบ่อยครั้ง 

2. Line - Interactive

จากภาพแสดงการทำงาน จะพบว่ามีความคล้ายคลึงกับ UPS แบบ Offline (แบบแรก) มาก แต่จะมีส่วนที่เพิ่มขึ้นมา คือ ระบบปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ (Stabilizer / AVR) เพื่อป้องกันปัญหาทางไฟฟ้า ช่วยให้ UPS ไม่จำเป็นต้องจ่ายพลังงานไฟฟ้าสำรองจากแบตเตอรี่ทุกครั้งที่ไฟตก หรือไฟเกินมากนัก

โดยในขณะที่สภาวะไฟฟ้าปกติ อุปกรณ์ไฟฟ้า (Load) จะได้รับพลังงานไฟฟ้า จากระบบจ่ายไฟของการไฟฟ้าเช่นกัน โดยจะรับผ่านระบบปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ ซึ่งจะมีหน้าที่รักษาระดับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ ป้องกันปัญหาไฟตก, ไฟเกิน และไฟกระชาก

ที่มาภาพ : https://en.wikipedia.org/wiki/Uninterruptible_power_supply

พร้อมกันนี้ เครื่องประจุกระแสไฟฟ้าก็จะทำการประจุไฟฟ้าเก็บไว้ในแบตเตอรี่ เมื่อไฟดับ ก็จะจ่ายพลังงานให้กับเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า เพื่อทำการแปลงกระแสไฟฟ้า และจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่อ โดยใช้ตัวสับเปลี่ยน สำหรับเลือกแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้า ระหว่างระบบปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ กับ เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า ซึ่งจัดได้ว่าเป็น UPS ที่เหมาะกับการใช้งานในประเทศไทยมากที่สุด ราคาไม่แพง และคุณภาพไฟฟ้าอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้

3. Online / Double-conversion UPS

จากภาพแสดงการทำงาน จะพบว่าระบบ Online / Double-conversion UPS เป็น UPS ที่มีศักยภาพสูงสุด สามารถป้องกันปัญหาทางไฟฟ้าได้ทุกกรณี ไม่ว่าจะเป็น ไฟดับ, ไฟตก, ไฟเกิน หรือมีสัญญาณรบกวนใด ๆ และให้คุณภาพไฟฟ้าที่ดี กล่าวคือ เครื่องประจุกระแสไฟฟ้า และ เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าจะทำงานตลอดเวลา ไม่ว่าคุณภาพไฟฟ้าจะเป็นอย่างไร ก็สามารถจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ตามปกติ ยกเว้นกรณีเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าเสีย จึงจะจ่ายไฟจากระบบจ่ายไฟของการไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า จึงทำให้ UPS ชนิดนี้มีราคาสูงกว่า UPS ชนิดอื่น ๆ

ที่มาภาพ : https://www.researchgate.net/figure/Double-conversion-UPS-topology_fig1_252044838

วิธีเลือกซื้อ UPS ให้เหมาะกับการใช้งาน
(Which Type of UPS is Suitable for You ?)

วิธีเลือกซื้อ UPS ให้เหมาะกับการใช้งาน สามารถพิจารณาได้จากปัจจัยการใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เราต้องการต่อเข้ากับ UPS ว่าเราจะใช้มันสำรองไฟให้กับอุปกรณ์อะไรบ้าง ซึ่งในที่นี้เราจะยกตัวอย่างสองข้อหลัก ๆ ที่มักเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้คุณเลือกที่จะหาซื้อ UPS มาใช้งานกัน

1. ใช้กับอุปกรณ์เชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต

ถ้าคุณเพียงแค่ต้องการให้อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับงานเครือข่าวทั้งหลาย เช่น โมเด็มอินเตอร์เน็ต, VoIP อแดปเตอร์ สำหรับการโทร, ฮับสมาร์ทโฮม (Smart Home Hub) สามารถใช้งานได้หลังจากเกิดปัญหาไฟฟ้าขัดข้อง อุปกรณ์บางชิ้นที่กล่าวมา เป็นไปได้ว่าอาจมีแบตเตอรี่สำรองไว้อยู่แล้ว เช่น VoIP อแดปเตอร์ UPS ที่คุณต้องการ อาจไม่จำเป็นต้องมีขนาดใหญ่ หรือสามารถประจุไฟฟ้าได้มาก ใช้เพียงรูปแบบแบตเตอรี่สำรองที่มีคุณสมบัติกันไฟกระชากเพิ่มเข้าไป ก็น่าจะเพียงพอ

ที่มาภาพ : https://www.amazon.com/dp/B073Q3BSPG?tag=techhivecom-20&th=1&psc=1&ascsubtag=US-003-3565753-005-1444495-web-20&geniuslink=true

แต่ถ้าหากต้องการใช้ UPS จริง ๆ ให้คุณทำการคำนวณอัตราการใช้งานของอุปกรณ์แต่ละชิ้นที่ต้องการต่อเข้ากับ UPS มารวมกัน เช่น บางชิ้นอาจเขียนว่า 12 โวลต์ 1.5 แอมป์ (12V 1.5A) หรือเป็นแบบรวมวัตต์มาเลย เช่น 18 วัตต์ แล้วนำไปใส่ในเว็บคำนวณที่เรานำมาฝากด้านล่าง เลือก "ตัวเลือก Home, Home Office and Small Business" แล้วคลิกที่ "ปุ่ม Configue by Load" จากนั้นก็จัดการใส่ข้อมูลการใช้งานที่ต้องการลงไปเพื่อค้นหา UPS ที่ใช่ได้เลย

2. ใช้กับคอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ

ถ้าหากคุณต้องการใช้กับคอมพิวเตอร์แบบยกชุดอุปกรณ์มาเลย การคำนวณเป็นวัตต์อาจจะยากอยู่สักหน่อย ดังนั้น การเลือกเป็นประเภทเครื่องใช้ไฟฟ้าที่คุณมีอยู่จะง่ายกว่า โดยสามารถไปที่เว็บไซต์ด้านล่าง แล้วเลือก "ตัวเลือก Home, Home Office and Small Business" แล้วคลิกที่ "ปุ่ม Configure by Device" แล้วเลือกอุปกรณ์ที่ต้องการใช้งานกับ UPS จากนั้นเมื่อเลือกครบ ให้กด "ปุ่ม Continue"

ซึ่งหากเราสนใจ UPS ยี่ห้อไหนเป็นพิเศษ ก็สามารถนำชื่อรุ่นไปหาข้อมูลกันต่อได้ แต่ถ้าอยากหายี่ห้อที่ถูกใจเอง ให้มองหาคำว่า "xx Results for xxx W" เราจะได้เห็นว่า อุปกรณ์ที่เราเลือกไปเมื่อสักครู่ ใช้ไฟเท่าไหร่ แล้วไปค้นหา UPS ที่สามารถสำรองไฟได้ใกล้เคียงกับบรรดาผลลัพธ์ที่ถูกค้นหาออกมาได้เลย

เว็บไซต์คำนวณ UPS ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งาน :

• https://www.apc.com/shop/us/en/tools/ups_selector/