เหตุใดโทโพโลยีออนไลน์ของ UPS เท่านั้นที่ให้การป้องกันโหลดที่มีความสำคัญต่อภารกิจ ระบบ UPS แบบคงที่สมัยใหม่แบ่งกว้างๆ ออกเป็นสถาปัตยกรรมการออกแบบสามแบบ: แบบออนไลน์ ออฟไลน์ และแบบโต้ตอบแบบบรรทัด โพสต์นี้จะอธิบายและเปรียบเทียบทั้งสามประเภท และอธิบายว่าทำไม – สำหรับการโหลดที่สำคัญอย่างแท้จริง – โทโพโลยีอัพออนไลน์เป็นแนวทางเดียวที่ยอมรับได้

ผู้บริหารด้านสิ่งอำนวยความสะดวกในปัจจุบันเผชิญกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการจ่ายพลังงานไฟฟ้าที่สะอาดและมีเสถียรภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญต่อภารกิจ เช่น ศูนย์ข้อมูล แต่การสร้างระบบไฟฟ้านั้นไม่มีอะไรรบกวนเลย แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ไฟตก สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า การบิดเบือนของคลื่นไซน์ และไฟดับ ล้วนเกิดขึ้นทั่วไปเนื่องจากข้อผิดพลาดต่างๆ มากมายทั้งภายในและภายนอกสถานที่ สมมติว่าการออกแบบของ UPS ใช้แบตเตอรี่ ซึ่งยังคงเป็นรูปแบบการจัดเก็บพลังงานที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับการใช้งานสำรอง ดังนั้น UPS จึงมีองค์ประกอบหลักสามประการที่จะสนับสนุนสิ่งเหล่านี้เสมอ โดยไม่คำนึงถึงโทโพโลยี: เครื่องชาร์จหรือวงจรเรียงกระแส/เครื่องชาร์จ อินเวอร์เตอร์ และสวิตช์แบบคงที่ อย่างไรก็ตาม วิธีการปรับใช้ Building Block เหล่านี้จะขึ้นอยู่กับโทโพโลยีของ UPS

โทโพโลยี UPS ออฟไลน์

ในระบบออฟไลน์ โหลดวิกฤติจะได้รับพลังงานโดยตรงจากอินพุตหลัก AC แบบดิบระหว่างการทำงานปกติ แหล่งจ่ายไฟที่เข้ามาจะเลี่ยงองค์ประกอบการแปลงกำลังของ UPS เพื่อเชื่อมต่อโหลดโดยตรงกับสวิตช์คงที่ วิธีนี้จะถ่ายโอนโหลดไปยังเอาท์พุตของอินเวอร์เตอร์หากแหล่งจ่ายไฟหลักล้มเหลว ฝ่าฝืนแรงดันไฟฟ้าหรือขีดจำกัดความถี่ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า หรือแสดงความผิดปกติอื่นๆ

โทโพโลยีนี้สามารถดึงดูดผู้ใช้บางรายได้เนื่องจากช่วยประหยัดต้นทุน เนื่องจากขั้นตอนการแปลงของ UPS ถูกข้ามระหว่างการทำงานปกติ UPS จะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยมีการสูญเสียน้อยลงและความต้องการในการระบายความร้อนลดลง ต้นทุนด้านทุนก็ลดลงเช่นกัน เนื่องจาก UPS แบบออฟไลน์สามารถใช้ส่วนประกอบที่มีพิกัดต่ำกว่าและไม่ต้องใช้เครื่องแปลงไฟ
แต่สิ่งที่ตรงกันข้ามคือการพิจารณาว่าตลอดการทำงานปกติ โหลดจะต้องอยู่ภายใต้รูปคลื่นที่ไม่ได้รับการควบคุมอย่างใกล้ชิดและสัมผัสกับสัญญาณรบกวนที่มาจากแหล่งจ่ายไฟฟ้าประธาน แม้ว่าระบบดังกล่าวมักจะมีระดับการปราบปรามขัดขวางและการกรอง rf (ความถี่วิทยุ) แต่ระดับการสัมผัสยังคงอยู่ นอกจากนี้ การจ่ายโหลดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 2 ถึง 10 มิลลิวินาที ในขณะที่สวิตช์แบบคงที่จะถ่ายโอนโหลดระหว่างเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์และแหล่งจ่ายไฟหลัก

โทโพโลยี UPS แบบ Line Interactive

ระบบไลน์อินเทอร์แอกทีฟเป็นรูปแบบออฟไลน์ที่พยายามนำเสนอประสิทธิภาพในระดับที่สูงกว่าประเภททั่วไปโดยการเพิ่มคุณสมบัติการควบคุมแรงดันไฟฟ้าในสายบายพาส การออกแบบอินเทอร์แอคทีฟแบบไลน์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสองแบบใช้หม้อแปลงแบบบั๊ก/บูสต์หรือหม้อแปลงเฟอร์โรเรโซแนนท์ โดยปรับปรุงระบบออฟไลน์แบบเดิมๆ โดยจัดให้มีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติในระดับหนึ่ง และอาจเป็นไปได้โดยการลดการใช้แบตเตอรี่ของ UPS และความเสื่อมของอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่เกี่ยวข้อง

โทโพโลยี UPS ออนไลน์

ระบบ UPS แบบออนไลน์โดยพื้นฐานแล้วจะแตกต่างไปจากประเภทออฟไลน์ตรงที่ในระหว่างการทำงานปกติ กำลังไฟฟ้าหลักจะไหลผ่านวงจรเรียงกระแส/เครื่องชาร์จ และอินเวอร์เตอร์ก่อนที่จะถึงโหลด การออกแบบ UPS นี้บางครั้งเรียกว่าโทโพโลยี UPS แบบออนไลน์ที่มีการแปลงสองครั้ง เนื่องจากมีขั้นตอนการแปลงสองขั้นตอนคือ AC-DC และ DC-AC และนำเสนอระดับสูงสุดของความสมบูรณ์ของการจ่ายไฟที่สำคัญอย่างยิ่ง โดยที่โหลดจะมาพร้อมกับการประมวลผลด้วย -มีการควบคุมอำนาจอยู่ตลอดเวลา โหลดยังได้รับการปกป้องจากความคลาดเคลื่อนของแหล่งจ่ายไฟอินพุตด้วย เนื่องจากวงจรเรียงกระแสและอินเวอร์เตอร์ทำหน้าที่เป็นตัวกั้นต่อสัญญาณรบกวนจากแหล่งจ่ายไฟหลักและการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าชั่วคราว

หากแหล่งจ่ายไฟอินพุตอยู่นอกช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า (โดยทั่วไปคือ +10% ถึง -20%) หรือความถี่ หรือเกิดข้อผิดพลาดทั้งหมด อินเวอร์เตอร์จะยังคงทำงานโดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ เหตุการณ์นี้โปร่งใสโดยสิ้นเชิงต่อโหลด เนื่องจากไม่มีการดำเนินการถ่ายโอนที่เกี่ยวข้อง ด้วยเหตุผลเหล่านี้ เจ้าของศูนย์ข้อมูลส่วนใหญ่หรือผู้ใช้รายอื่นที่รับผิดชอบการปฏิบัติงานด้าน ICT ที่มีความสำคัญต่อภารกิจ มักจะเลือกโซลูชันออนไลน์เสมอ เป็นวิธีเดียวที่ให้การป้องกันโหลดที่ครอบคลุมอย่างแท้จริงตลอดเวลา ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมเหล่านี้ไม่มีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับผลที่ตามมาของความล้มเหลวของระบบที่เป็นภัยพิบัติ ซึ่งเป็นผลลัพธ์ที่น่าจะเป็นไปได้ของปัญหาแหล่งจ่ายไฟหลักที่ได้รับอนุญาตให้เข้าถึงโหลดที่สำคัญ