สืบเสาะถึงรากฐานของธุรกิจพลังงานและสิ่งแวดล้อมของเรา
ประวัติความเป็นมาของเครื่องสำรองไฟ (UPS) (ภาคที่ II)

ประวัติความเป็นมาของเครื่องสำรองไฟ (UPS) (ตอนที่ 1)

พ.ศ. 2513: การเผยแพร่ UPS สู่ระบบออนไลน์

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพกลายเป็นสิ่งสำคัญอย่างมากในระบบประมวลผลข้อมูลความเร็วสูงและกำลังขยายตัว โดยเฉพาะระบบออนไลน์ ดังนั้น ข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพจึงเข้มงวดยิ่งขึ้นในกรณีของระบบไฟฟ้าที่ใช้ในการทำงานของระบบประมวลผลข้อมูลเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้สอดคล้องกับการพัฒนาไทริสเตอร์กำลังและการกำจัดชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ระบบไฟฟ้าสำหรับโหลดคอมพิวเตอร์จึงเปลี่ยนจากประเภทการหมุนแบบเดิม (ชุด MG) ไปเป็นประเภทคงที่ (อินเวอร์เตอร์ไทริสเตอร์)
ล่าสุด Fujitsu และ Fuji Electric ร่วมกันพัฒนาอินเวอร์เตอร์ไทริสเตอร์ชนิดซ้ำซ้อนขนานที่มีความน่าเชื่อถือสูง และส่งมอบให้กับ Japan Central Racing Association.... เนื่องจากปัจจุบันแหล่งจ่ายไฟนี้ทำงานได้ดี....

ข้อความบางส่วนจากวารสาร Fuji Electric ฉบับที่ 44, ฉบับที่ 8 (1971)

ในช่วงทศวรรษ 1970 ระบบออนไลน์ได้แพร่กระจายอย่างรวดเร็วเพื่อเชื่อมต่อธนาคารทั่วประเทศผ่านเครือข่าย ตู้เอทีเอ็ม (ATM) มีให้บริการในหลายๆ แห่ง ผู้คนเริ่มใช้บัตรเงินสด และเริ่มจ่ายเงินเดือนโดยการฝากเงินโดยตรง เมื่อระบบออนไลน์กลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในสังคม ระบบสำรองไฟและอุปกรณ์จ่ายไฟสำรองพร้อมอินเวอร์เตอร์ไทริสเตอร์จึงได้รับการพัฒนาเพื่อเตรียมระบบสำหรับภัยพิบัติและการขัดข้อง
โดยเฉพาะศูนย์สำนักงานของสถาบันการเงินซึ่งทำหน้าที่เป็นระบบออนไลน์หลักนั้นต้องการความน่าเชื่อถือสูงจากระบบจ่ายไฟรวมถึง UPS และระบบสำรองไฟแบบขนานได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อสำรองไฟแม้ในกรณีที่ UPS ตัวใดตัวหนึ่งขัดข้อง ในปี 1975 เราได้พัฒนาระบบการสลับแหล่งจ่ายไฟเชิงพาณิชย์แบบไม่หยุดชะงักแบบซิงโครนัสเป็นวงจรสำรอง ซึ่งเราได้รับรางวัล Progress Award จากสมาคมผู้ผลิตไฟฟ้าแห่งประเทศญี่ปุ่น เทคโนโลยีที่ใช้ในระบบนี้มีส่วนสนับสนุนอย่างมากต่อความต้องการ UPS ที่เพิ่มมากขึ้นและยังคงใช้ใน UPS ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน

แหล่งจ่ายไฟ CVCF ที่มีความน่าเชื่อถือสูง จากวารสาร Fuji Electric ฉบับที่ 49, ฉบับที่ 12 (1976)

เครื่องจ่ายไฟสำรองแบบคงที่ที่ใช้อินเวอร์เตอร์ไทริสเตอร์เป็นเครื่องจ่ายไฟแรงดันคงที่ ความถี่คงที่ จึงทำให้ได้รับความสนใจ และคำว่า "CVCF" ถูกใช้เป็นชื่ออุปกรณ์ในญี่ปุ่นมาเป็นเวลาหนึ่งทศวรรษกว่าแล้ว
อุปกรณ์จ่ายไฟสำรองแบบไทริสเตอร์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความน่าเชื่อถือสูงจากกรณีการใช้งานจริงจำนวนมาก การใช้งานอุปกรณ์ดังกล่าวได้แพร่หลายไปสู่สาขาต่างๆ เพิ่มมากขึ้น นอกเหนือจากสถาบันการเงิน เช่น สาธารณูปโภค เช่น โครงสร้างพื้นฐานด้านไฟฟ้า ก๊าซ และน้ำประปา โครงสร้างพื้นฐานทางสังคม เช่น โรงพยาบาลและสถานีวิทยุ และอุตสาหกรรมทั่วไป เช่น โรงงานปิโตรเลียมและโรงงานเหล็ก

พ.ศ. 2523: ความต้องการหน่วยที่มีความจุขนาดเล็กเพิ่มมากขึ้นและประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นด้วยความก้าวหน้าของทรานซิสเตอร์กำลัง

ระบบคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่กำลังเปลี่ยนจากการควบคุมแบบรวมศูนย์ออนไลน์เป็นการประมวลผลแบบกระจายฟังก์ชันโดยคอมพิวเตอร์ปลายทาง ดังนั้นจึงต้องการแหล่งจ่ายไฟที่มีความจุต่ำและเชื่อถือได้สูง นอกจากนี้ การผลิตแหล่งจ่ายไฟแบบทรานซิสเตอร์สูงถึงประมาณ 10kVA เป็นไปได้ด้วยประสิทธิภาพที่ได้รับการปรับปรุงและการจ่ายไฟทรานซิสเตอร์ที่เสถียร และเนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้วงจรสับเปลี่ยนบังคับ เช่น วงจรไทริสเตอร์แบบเดิม จึงสามารถให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในด้านลักษณะชั่วคราวและประสิทธิภาพได้ อินเวอร์เตอร์ CVCF แบบทรานซิสเตอร์ 1φ3kVA ผลิตและจัดส่งโดย Fuji Electric....

บทคัดย่อจากวารสาร Fuji Electric ฉบับที่ 51, ฉบับที่ 6 (1978)

รูปลักษณ์ของ Fujitsu Mini UPS จากวารสาร Fuji Electric ฉบับที่ 58 ฉบับที่ 1 (1985)

การใช้คอมพิวเตอร์อย่างแพร่หลายในที่สุดก็แพร่กระจายไปสู่ชีวิตประจำวันและธุรกิจของเราในรูปแบบของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ระบบอัตโนมัติในสำนักงาน (OA) ระบบอัตโนมัติในโรงงาน (FA) และอื่นๆ อีกมากมาย UPS ที่มีความจุขนาดเล็กได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการอุปกรณ์ OA และ FA เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับไฟดับ UPS ที่มีความจุขนาดเล็กคาดว่าจะมีความน่าเชื่อถือสูง รวมถึงมีขนาดเล็กและราคาถูก ด้วยการพัฒนาทรานซิสเตอร์กำลังไฟฟ้าสำหรับการจำหน่ายเชิงพาณิชย์ เราได้เพิ่ม UPS แบบเอาต์พุตเฟสเดียวขนาด 0.5 ถึง 10 kVA ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ของเรา ซึ่งใช้ MOSFET กำลังไฟฟ้า*1 ซึ่งช่วยให้ลดขนาดและน้ำหนักได้

*1: MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) เป็นทรานซิสเตอร์ชนิดหนึ่ง ความเร็วในการสลับเร็ว กินไฟน้อย และสามารถผลิตให้มีขนาดเล็กลงได้ง่าย

การที่ทรานซิสเตอร์กำลังไฟฟ้าสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าได้สูงขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทำให้ขอบเขตการใช้งานของทรานซิสเตอร์ขยายกว้างขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยนำไปใช้กับอินเวอร์เตอร์ CVCF ของ UPS ขนาดเล็กและขนาดใหญ่ อุปกรณ์นี้ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของทรานซิสเตอร์ เช่น การดับอาร์คด้วยตนเองและการสลับการทำงานด้วยความเร็วสูง โดยใช้การควบคุม PWM สำหรับอินเวอร์เตอร์

บทคัดย่อจากวารสาร Fuji Electric ฉบับที่ 56, ฉบับที่ 1 (1983)

การใช้ทรานซิสเตอร์กำลังขยายไปสู่การใช้งานที่มีความจุขนาดใหญ่ด้วยเช่นกัน และในปี 1983 การพัฒนาซีรีส์มาตรฐานก็เสร็จสมบูรณ์สำหรับ 20 ถึง 600 kVA ในช่วงทศวรรษ 1980 UPS มีขนาดเล็กลง เบาลง มีประสิทธิภาพสูงขึ้น และมีประสิทธิภาพมากขึ้นพร้อมกับการนำอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ใหม่ๆ ออกสู่ตลาด เช่น ไทริสเตอร์ปิดประตู (GTO) รวมถึงทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์จังก์ชัน (BJT) ซึ่งเป็นทรานซิสเตอร์กำลังในยุคแรกๆ นอกจากนี้ เมื่อการสลับของเซมิคอนดักเตอร์กำลังมีความเร็วมากขึ้น การใช้การควบคุม PWM*2 ซึ่งทำให้มีขนาดเล็กลงและประสิทธิภาพเอาต์พุตสูงขึ้นก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

*2: การปรับความกว้างพัลส์: วิธีการควบคุมที่เปลี่ยนความกว้างพัลส์ของเอาต์พุตโดยการเปิดและปิดสวิตช์ความเร็วสูง UPS จะใช้ตัวกรองเพื่อทำให้สวิตช์นี้ราบรื่นขึ้นเพื่อให้รูปคลื่นเอาต์พุตใกล้เคียงกับคลื่นไซน์ที่สะอาดมากขึ้น