Принцип работы бесперебойного источника питания: определение, как работает, зачем нужен, основные типы

Устройство ИБП. Типы источников бесперебойного питания и принципы их работы. Основные отличия и нюансы.

Источник бесперебойного питания – это часть электроснабжающей системы, которая обеспечивает постоянную подачу нагрузки в электросеть за счёт аккумулированной энергии в специальных батареях. Монтаж ИБП необходим для котельной, дома, дачи, газовых отопительных установок и других энергопотребляющих приборов, с целью обеспечения функционирования объектов и оборудования при возникновении нештатных ситуаций – потери питания сетей или отклонения его показателей от нормы (скачки напряжения, частоты).

Устройство источников бесперебойного питания

У разного типа ИБП могут отличаться некоторые конструктивные элементы, но основными комплектующими аппарата являются:

• Аккумуляторные батареи – выполнены по традиционной необслуживаемой конструкции: в ударопрочном корпусе находятся секции с неподвижным электролитом в виде геля. Электроды и катоды разделены стекловолоконными прокладками. Такая конструкция и особенность электролита позволяют использовать ИБП в различных положениях. От ёмкости аккумуляторных батарей зависит продолжительность работы ИБП в автономном режиме.
• Блок управления – система автоматического контроля параметров поступающего и выходящего тока, обеспечивает пуск и выключение ИБП.
• Байпас – приспособление, которое отвечает за прохождение электротока в обход источника бесперебойного питания, когда показатели напряжения и частоты в сетях соответствуют нормативам.
• Бустер – устройство для ступенчатого автоматического регулирования напряжения. Мощность этого прибора подбирается соответственно нагрузки.
• Инвертор – отвечает за преобразование тока из постоянного в переменный. При этом на выходе ток может быть с точной, близкой или приближенной синусоидой, модифицированным синусом и меандром.
• Зарядное устройство – на производительность и срок эксплуатации ИБП влияет способ автономной подзарядки аккумуляторной батареи (при постоянной силе тока, напряжения, или двухступенчатая). Наиболее эффективным методом считается зарядка устройства при стабильном напряжении, производимой в автоматическом режиме от электросети.

Виды ИБП и принцип их работы

Концепция функционирования у всех источников бесперебойного питания одна – обеспечение нормативных показателей в электрической сети в аварийных ситуациях, но существуют некоторые нюансы в принципе работы приборов, зависящие от типа устройства:

• Off-Line – пассивные ИБП резервного типа, имеют упрощенную схему из двух сетевых ветвей – фильтра-ограничителя (или стабилизатора) и статического переключателя, а также цепи, состоящей из выпрямителя, аккумулятора, инвертора. Обе ветки выходят на нагрузку. Если сеть подаёт ток в нормальном режиме, то он проходит на нагрузку по первой ветке, одновременно заряжая батареи по второй. В основном, такой тип ИБП используют для защиты нагрузки с редкими сбоями в электросети.
• On-Line – наиболее надёжный ИБП, так как имеет сложную схему с двумя преобразующими приборами, подключенных параллельно – с выпрямителя ток поступает на первый ПН, а далее — на второй преобразователь, выступающий в роли инвертора на который передаётся питание, как от батарей, так от сетевой нагрузки, проходящей через выпрямитель. При штатном и стабильном входном напряжении второй преобразователь получает питание от выпрямителя, а при отхождении от нормативов – снимает заряд с аккумуляторной батареи. В ИБП такого типа наличие обходной цепи даёт возможность подсоединять нагрузку напрямую к сети.
• Line Interactive – такие ИБП имеют модифицированную Off-Line схему, преобразованную в линейно-интерактивного типа. В таком приборе инвертор связан непосредственно с нагрузкой, а в первую ветку внедрён бустер, для ступенчатой авторегулировки напряжения. Инвертор питает нагрузку одновременно с работой стабилизатора переменного напряжения сети. Подключение нагрузки в полном объёме предполагается лишь при отсутствии входного напряжения.

Источники бесперебойного питания вводятся в схему электроснабжения объекта там, где пропадание питания может вызвать негативные последствия в работе оборудования, особенно это касается электродвигателей и полупроводниковых приборов, таких как компьютеры, файловые сервера, отопительные котлы и другое дорогостоящее оборудование.

Наша компания предлагает купить ИБП для газового котла с аккумулятором в комплекте по приемлемым ценам.

типы и выбор по условиям

Электроснабжение должно характеризоваться не только показателями величины напряжения, но ещё и высокой надёжностью её подачи. Именно это является основным свойством её качества. Перебои с электропитанием как в быту, так и на производстве приводят к потерям. Если в быту это может быть несохраненная информация на компьютере, то в промышленности это зачастую приводит к материальным потерям и к снижению качества продукции или же к браку. Известно, что все электрические системы делятся по категориям в отношении надёжности их электроснабжения, и третья категория потребителей не может похвастаться бесперебойным снабжением. Для того чтобы защитить сеть от перебоев с электричеством были разработаны специальные устройства бесперебойного питания.

Что такое источник бесперебойного питания и их виды

Источник бесперебойного питания это устройство, предназначенное для обеспечения напряжением потребителей в случае кратковременного отключения основной сети электроснабжения. Дополнительной задачей также является защита от помех в цепях переменного тока, и удержание характеристик питающего напряжения в нужных пределах. Для обычных квартир и домов кратковременное отсутствие напряжения в сети черева-то лишь потерей данных, которые были несохранны.

Допусти при написании дипломной работы целый день, весь труд может быть уничтожен пропаданием или снижением напряжения в сети всего лишь на минуту. В случаях когда отопление будет отключено от электропитания это может привести к перемерзанию и выходу из строя всей системы. Это касается водяного отопления и, в частности, работы насосов,  которые обеспечивают циркуляцию воды. Бесперебойный источник питания защищает потребителей электроэнергии от отключения за счёт установки аккумуляторных батарей, которые и гарантируют хотя бы на недолгий период времени поддержание напряжения сети в нужных пределах. При этом зачастую они оборудованы также сигнализирующим световым и звуковым механизмом, для того чтобы потребитель вовремя принял меры по предотвращению аварийной ситуации. Для человека, работающего на компьютере это банальное сохранения данных на жёсткий диск или флешку.

Однако, источник бесперебойного питания поможет также устранить и другие проблемы с электроснабжением, это:

• Снижение частоты питающего напряжения. Частота напряжения сети во всех странах СНГ должна быть 50 Гц. Не многие знают, что при изменении этого параметра электроприборы будут работать не стабильно или же вообще выйдут со строя.
• Снижение питающего напряжения или же полное его отсутствие. Это самый распространённый вариант ухудшения электроснабжения. А со времён советского времени в каждом доме увеличивается постоянно суммарная мощность всех электроприборов, что несомненно, влияет на нагрузку всей сети электроснабжения.

Системы бесперебойного питания делятся на:

1. централизованные, установленные для обеспечения надёжности питания целого дома или этажа;
2. распределённые, обеспечивающие работу конкретного дома или электрического устройства.

По конструкции и по принципу работы ИБП делятся на:

1. Off-line UPS или резервные. Принцип действия такого устройства направлена на мгновенное переключение на резервный автономный источник питания при возникновении аварийной ситуации. Они обычно снабжены встроенной аккумуляторной батареей и инвертором, Именно инвертор преобразует постоянное напряжения выдаваемое аккумулятором в переменное нужное для работы электроприборов.
2. Линейно-интерактивного типа. Имеют в своём распоряжении также стабилизатор, который работает в процессе всей эксплуатации и включает встроенные аккумуляторы только в случае полного отсутствия напряжения или его снижения до тех величин когда стабилизация уже невозможна. Стабилизатор же, в свою очередь, может быть собран на автотрансформаторе или на полупроводниковых приборах. Стабилизация на полупроводниковых приборах отличается бесшумностью работы и большими пределами регулировки. Для переключения обмоток автотрансформатора применяются реле, которые при срабатывании издают звук и поэтому слышны человеческому слуху.

Источник бесперебойного питания 12 Вольт

Однако бесперебойное питание может быть необходимо и для обеспечения напряжением только определённых систем:

1. Систем контроля и управления доступом. То есть электроприводов дверей ворот и т. д., которые могут ограничивать или разрешать доступ людей на охраняемую территорию;
2. Систем видеонаблюдения;
3. Систем пожаротушения;
4. Различных охранных систем.

Все эти виды объединяет одна особенность они предназначены для питания от постоянного напряжения 12 Вольт. Источник бесперебойного питания 12В такого характера, может обеспечивать напряжением нужные системы и устройства, даже при длительном обесточивании всего объекта. Подзарядка встроенных аккумуляторов осуществляется постоянно при нормальном обеспечении напряжением. В зависимости от конструкции источник бесперебойного питания 12В может включать в работу аккумуляторы с разным интервалом пропадания сетевого напряжения. Время такого переключения должно быть согласовано с работой питающихся систем и оно чётко указано в паспорте ИБП. Зачастую видеокамеры, электромеханические запирающие механизмы с лёгкостью переносят исчезновение питающего напряжения на 1 мс.

Включение в автономный режим питания может быть спровоцировано не только отключение или снижением напряжения сети, но ещё и его повышением. Эта особенность спасёт электрические приборы от перегорания и выхода из строя. Одной из востребованных дополнительных функций систем ИБП является оповещение персонала сигналом тревоги и взаимодействие с другими системами охраны. Одной из исключительных особенностей всех автономных источников 12 Вольтового напряжения являются их компактные размеры, которые дают возможность устанавливать их настенным монтажом. Корпус для этого оборудован специальными крепёжными элементами или отверстиями.

При обслуживании таких устройств нужно следить лишь за пригодностью аккумуляторов и их способностью удерживать ёмкость. Некоторые модели оборудованы механизмом тестирования батареи, а другие требуют замены её каждые три года. Источник бесперебойного питания 12В это особый вид данного оборудования который должен выдерживать длительное исчезновение питающего электричества.

Промышленный источник бесперебойного питания

В производстве и в промышленности используется для питания не однофазная, а трёхфазная сеть, обладающая большей мощностью и лучшим коэффициентом полезного действия. Трёхфазные цепи используются для питания большей части электродвигателей, установленных во многих системах промышленности. Поэтому в некоторых случаях для уменьшения брака при пропадании или изменении напряжения используются трёхфазный ИБП, естественно, на напряжение 380 Вольт. Мощность таких устройств значительно выше чем однофазных систем, поэтому и габариты соответственно тоже и начинается от 10 кВА.

Трехфазные производственные источники бесперебойного питания могут также быть выполнены с входным трехфазным иди выходным однофазным напряжением. При этом габариты такого устройства и мощность значительно меньше, и здесь на выходе отсутствует эффект перекоса фаз.

Источники бесперебойного питания промышленные стоит выбирать также в соответствии с окружающей температурой помещения, ведь в горячих цехах она может достигать больше 50 градусов.

Выбор источника бесперебойного питания

Как и перед покупкой любого электрооборудования, так и при выборе ИБП стоит подойти к этому вопросу тщательно. Осиновыми критериями выбора при этом можно выделить следующие параметры:

1. Мощность подключаемого оборудования;
2. Входное и выходное напряжение, а возможные колебания самой величины и качества поставляемой электроэнергии;
3. Длительность работы в автономном режиме;
4. Интервал включения автономного питания при ухудшении качества напряжения или его полного исчезновения;
5. Функциональные и дополнительные встроенные девайсы;
6. Размер устройства и его габариты;
7. Срок службы аккумуляторных батарей;
8. Возможность включить его без подачи входного напряжения;
9. Фирма и страна изготовитель.

Основные качества хорошего ИБП

Источник бесперебойного питания для дома должен обладать следующими качествами:

• Низкий уровень шума как в автономном, так и в обычном состоянии;
• Надёжность;
• Простота в эксплуатации;
• Как можно больше режим работы в автономном режиме.
• Компактность.

Распространённые модели ИБП

Рынок источников бесперебойного питания хорошо развит и это устройство нельзя назвать дефицитным. Среди популярных моделей хотелось выделить несколько, которые показали себя в быту достаточно надёжно и особых нареканий по их работе нет:

Источники питания марки STARK. Не очень мощные устройства комфортно работающее до 3 кВА. Выполнены на основе микропроцессора, держащего под контролем работу всего аппарата. Переключение с рабочего режима автономный происходит за 2–5 сек. Для одной единицы техники его вполне хватает.

Luxeon. Мощность их достигает десятка кВА, поэтому он может обеспечить электроэнергией во время уменьшения величины или качества напряжения целую квартиру или загородный дом.

SVEN разработано ИБП серии RESERVE HOME. Это устройство обладает оптимальными характеристиками для организации бесперебойного снабжения электричеством квартиры или дома. Применение он нашёл как для поддержания в постоянной готовности систем отопления, так и для организации охраны и видеонаблюдения. Качественный аккумулятор для источника бесперебойного питания устройства, благодаря которому, он может обеспечить резервным питанием потребителей на продолжительный период времени.

Видео о ИПБ

Источник бесперебойного питания (ИБП). Виды и работа. Как выбрать

Для того чтобы обезопасить электроприборы от перебоев, возникающих в электросети, используется источник бесперебойного питания. Намного выгоднее раз купить такой аппарат, чем постоянно ремонтировать вышедшую из строя технику или покупать новую. Существует различие ИБП по мощности, размерам, наличию дополнительных функций.

Виды ИБП

Мощность системы, защищаемой от перепадов напряжения, может быть разной, поэтому при совершении выбора ИБП, надо обязательно учитывать этот параметр. Если необходимо защитить только компьютер, то нет смысла покупать дорогой и мощный ИБП, так как он не будет использовать свои возможности и станет дополнительным потребителем электроэнергии. Для домашнего компьютера будет достаточно прибора мощностью менее 1 кВА, тогда как для офиса, где есть много периферийных устройств, такое решение не подойдет.

Если общая подключенная мощность будет выше мощности ИБП, то он просто выключится, соответственно выключится и все оборудование. Мощность прибора будет влиять и такие его характеристики, как вес и габариты. Их также надо учитывать, чтобы была возможность установить аппарат в выбранном месте, и он вам не мешал.

Чтобы выбрать источник бесперебойного питания по мощности, надо сложить мощности всех подключаемых приборов и добавить к ней 20-30% запаса. Это позволит добавлять или убирать некоторое оборудование и не будет влиять на работу бесперебойника.

Существует три вида ИБП:

• Оффлайн (Standby). Это самый простой прибор, который представляет собой сетевой фильтр с преобразователем напряжения и имеет небольшую батарейку. Такое оборудования способно обеспечить работу подключенных приборов, после отключения напряжения на 3-25 минут. Этого вполне достаточно, чтобы сохранить информацию и отключить компьютер.

• Линейно интерактивный (Line-Interactive). Это наиболее распространенное оборудование. В нем установлена система автоматического контроля напряжения, которая включает батарею не только при отключении питания, но и при скачках напряжения.

• Онлайн (On-Line). Это самый эффективный ИБП, но и стоимость у него самая высокая. Он имеет сложную конструкцию: трансформатор, инвертор, выпрямитель напряжения. В этом случае нет задержек при и переключении на батарею. Такое оборудование является профессиональным и используется для защиты серверов и корпоративных сетей.

Устройство ИБП

Устройство бесперебойника будет отличаться у разных его видов. Если говорить об упрощенной его схеме, то такое оборудование состоит из аккумулятора и специальных устройств, компенсирующих перепады напряжения в сети. В его составе есть выпрямитель, инвертор и фильтр, у некоторых моделей может быть Bypass (обход).

Главным элементом, независимо от того, какой тип ИБП, будет аккумуляторная батарея. Именно от ее мощности будет зависть то, сколько времени после отключения электроэнергии сможет работать подключенное оборудование. Обычно источник бесперебойного питания имеет свинцово-кислотные батареи. Их параметры: напряжение 12 В и емкость 7-9Ач. Такие батареи герметичные и не обслуживаются. Самые простые офф-лайн модели имеют всего один аккумулятор, тогда как в мощных приборах их намного больше. Могут быть и гелиевые батареи, если срок службы у свинцово-кислотных 6-10 лет, то у гелиевых 10-15 лет.

Принцип работы

Источник бесперебойного питания имеет следующий принцип работы: когда в сети исчезает напряжение или его параметры выходят за допустимые пределы, а также происходит перекос фаз и изменение частоты, он автоматически переключает питание подключенного оборудования от своего аккумулятора. Батарея питает инвертор, который преобразует ее постоянное напряжение в переменное.

Некоторые ИБП имеют программное обеспечение, что позволяет дистанционно контролировать уровень заряда аккумулятора и напряжение на выходе прибора. В случае, когда компьютер или сервер питаются от ИБП и уровень заряда его батареи становится критичным, то происходит завершение используемых программ и отключение всех приборов.

Применение бесперебойников

• Защита подключенного оборудования от небольших и непродолжительных перебоев питания в электросети.
• Снижение шумов и фильтрация импульсных возмущений, возникающих в сети.
• Энергоснабжение подключенных устройств на протяжении определенного времени.
• Защита от перегрузок и короткого замыкания.

Приборы, имеющие более сложную конструкцию, обладают рядом дополнительных функций:

• Возможность автоматически отключать подключенное оборудование при длительных отключениях электроэнергии, а также перезагрузка его, после восстановления питания.
• Контроль и отслеживание основных параметров прибора, и его работоспособности.
• Отображение на дисплей параметров ИБП и параметров питающей сети.
• При наличии внештатных ситуаций, автоматическая сигнализация.
• Наличие таймера позволяет настраивать параметры отключения и включения подключенных приборов.

Кроме защиты компьютера, источник бесперебойного питания может использоваться для защиты различной бытовой техники.

Как выбрать источник бесперебойного питания

ИБП может устанавливаться на одно рабочее место, для офиса или для большой серверной станции. При его выборе учитывается время, которое необходимо для корректного отключения оборудования. Для одного компьютера будет достаточно линейно-интерактивного ИБП. Он обеспечивает работу компьютера на протяжении времени, которого достаточно, чтобы корректно завершить работу и уберечь компьютер от выхода из строя.

Для офиса или серверной станции, лучше всего приобретать он-лайн ИБП, которые могут обеспечивать работу подключенного оборудования на протяжении длительного периода времени.

Совершая выбор ИБП, изучите его паспортные данные и выбирайте мощность, которая обеспечит необходимое время автономной работы. Нельзя самостоятельно устанавливать дополнительные аккумуляторы, если это не предусмотрено для указанного прибора.

Для защиты не только компьютера, но и данных, надо использовать ИБП с программным обеспечением. Оно позволяет контролировать состояние сети и при длительных сбоях, открытые программы и все данные автоматически сохраняются, поэтому не происходит потеря информации.

Удобно, когда ИБП имеет не одну, а несколько розеток, что позволяет подключать сразу несколько потребителей. Наличие световой и звуковой индикации будет сигнализировать о переходе работы на автономный режим. Еще более удобно, когда есть дисплей, на котором отображается вся необходимая информация.

Надо приобретать приборы, у которых есть возможность замены батареи, так как срок ее службы ограничен, если такой возможности нет, то придется покупать новый ИБП, а это дорого.

Достоинства и недостатки

Достоинства онлайн ИБП:

• Возможность регулирования и стабилизации напряжения и частоты тока.
• Время переключения на автономный режим происходит без задержки и поэтому потребитель не замечает, когда это происходит.

Недостатки:

• За счет того, что выполняется двойное преобразование, происходит потеря электроэнергии.
• Имеет сложное устройство.
• Он постоянно работает, поэтому присутствует определенный уровень шума.
• Во время своей работы создает электромагнитные помехи.

Оффлайн ИБП находится в режиме ожидания и начинает работать, как только в сети появляются неисправности.

Основные достоинства:

• Более высокий коэффициент полезного действия.
• Так как работает только при аварии и для подзарядки батареи, то шумит намного меньше.

Недостаток такого оборудования в том, что при переключении на автономный режим, есть небольшая пауза, обычно она составляет 20 мс, в это время может происходить скачек напряжения. Кроме этого, эти приборы не могут регулировать такие показатели как напряжение и частота тока.

Интерактивный источник бесперебойного питания работает в режиме ожидания, но в нем есть автотрансформатор, который регулирует напряжение. Когда изменения напряжения не может быть скорректировано трансформатором, ИБП переходит на питание от аккумулятора.

Преимущества:

• Более плавный переход, чем у оффлайн, но все же задержка есть, она порядка 5 мс.
• Возможность стабилизации напряжения.
• Контролирует и регистрирует показатели электросети.

Недостаток такого оборудования в том, что оно не может регулировать частоту тока и если на выходе прямоугольные импульсы, то имеет такую же задержку во времени, как и оффлайн ИБП.

Полезные советы

Для того чтобы источник бесперебойного питания служил долго и надежно, надо придерживаться следующих рекомендаций:

• В среднем срок службы ИБП составляет 4-6 лет, а в идеальных условиях, он может достигать 10-12 лет.
• На срок службы негативно влияет частая полная разрядка батареи и сильная ее перегрузка.
• Если прибор не используется, то батарею надо хранить в заряженном состоянии, и раз в 3-4 месяца подзаряжать.
• Перед первым включением нового ИБП, необходимо зарядить аккумулятор, так как он во время хранения разряжается, дальше все происходит автоматически.
• Нельзя покупать новую батарею впрок, так как она имеет определенный срок хранения.
• Чтобы не произошел сбой калибровки прибора, надо вовремя менять вышедшие из строя аккумуляторы.
• Если прибор внесли с мороза, необходимо чтобы он нагрелся до комнатной температуры.
• Время от времени нужно выполнять самотестирование оборудования.
• Менять аккумуляторы можно только на однотипные батареи.

В связи с тем, что качество питания в наших электросетях не самое лучшее и часто возникают отключения электроэнергии, покупка и установка ИБП поможет сохранить технику от выхода из строя и даст возможность продолжить работу при кратковременном отключении электросети.

Похожие темы:

виды, характеристики, как выбрать, модели

Изначально бесперебойные источники питания применялись в системах жизнеобеспечения и вычислительных центрах. Сейчас к ним подключают разные виды электрооборудования для защиты аппаратуры от негативных последствий, возникающих при экстренных перепадах напряжения в электросети.

ИБП обеспечивают работу приборов в случае отключения электропитания или его нестабильности.

Что такое источник бесперебойного питания

Устройство с одним или несколькими встроенными аккумуляторами, которое обеспечивает питание приборов в случае незапланированного отключения электроэнергии, называется источником бесперебойного питания (ИБП).

Когда пропадает напряжение в электросети, ИБП автоматически переключает оборудование на питание от встроенных в него батарей.

Кроме названия ИБП, встречаются и такие аббревиатуры как УПС или ЮПС, от английского UPS (Uninterruptible Power Supply). Бесперебойники необходимы в тех случаях, когда отключение напряжения может вызвать необратимые последствия.

Приборы, которые к ним подключают:

• компьютеры и серверы;
• устройства связи;
• роутеры;
• системы отопления;
• устройства, не перезапускающиеся автоматически после возобновления подачи электроэнергии.

ИБП используются не только на предприятиях или в учреждениях. Защитив таким способом персональный компьютер, можно успеть сохранить все документы, с которыми работал пользователь, а так же предотвратить поломку жесткого диска или материнской платы, грозящие при аварийном прекращении электропитания.

Задачи ИБП

Назначение УПС – обеспечить подачу напряжения на подключенное оборудование, если оно отсутствует в основной электросети.

При выборе ИБП нужно учитывать общую мощность техники, которая будет к нему подключена, и время использования устройства.

Бесперебойники не относятся к источникам резервного питания. Дизельные генераторы, источники, работающие на энергии солнца и ветра, другие электросети могут заменить основную линию на длительное время.

Использовать с этой же целью ИБП непрактично, так как потребуется задействовать аккумуляторы слишком большой емкости. Их задача – обеспечение электроэнергией аппаратуры только на то время, за которое пользователь успеет сохранить данные на компьютере или корректно завершить работу оборудования.

Для использования в домашних условиях достаточно UPS, который действует 5-10 минут, в сетевых коммуникациях предприятий и учреждений применяются устройства, рассчитанные на более длительное время работы.

Виды ИБП

Производители предлагают разные типы УПС, отличающиеся по многим параметрам. К ним относятся:

• принцип работы;
• время перехода на автономное питание после отключения электроэнергии;
• способ регулировки напряжения;
• возможность ликвидации сетевых помех;
• время работы, зависящее от емкости аккумуляторных батарей.

Существуют ИБП, синхронизирующиеся с ПК, с возможностью присоединения добавочных батарей, снабженные розетками с фильтрующими свойствами, разъемами для подключения кабелей и другими полезными дополнениями.

По принципу действия такие приборы подразделяют на линейно-интерактивные, он- и офлайновые.

Back UPS

Регулирование питания в ИБП не осуществляется.

Другие названия: блок резервного типа, offline, standby. Когда напряжение сети находится в предусмотренном техническими параметрами УПС диапазоне, то оно подается к подключенной аппаратуре напрямую. Одновременно с этим производится зарядка батареи.

Регулирование питания в таком ИБП не предусмотрено. Пассивные фильтры почти не очищают сеть от шумов и помех.

Когда напряжение отключается, техника автоматически переводится на подпитку от батарей. Постоянный ток, который производит аккумулятор, преобразуется в переменный простым инвертором, поэтому его форма не является синусоидой правильной формы.

Автономное питание offline-источник подключает в тех случаях, когда уровень напряжения в основной сети отклоняется выше или ниже пороговых величин

Для разных моделей бесперебойников их значения могут отличаться. Реле переключения на автономную работу срабатывает через 5-20 мс, что удовлетворительно не для всех видов оборудования. Большая задержка срабатывания ИБП обусловлена тем, что синхронизация между фазами напряжения в аккумуляторе и сети отсутствует.

К достоинствам back UPS можно отнести бесшумность, высокий КПД и низкую стоимость.

К недостаткам – невозможность регулировать напряжение и частоту при питании от электросети, длительное время перехода на работу от аккумуляторных блоков, частые переключения, зависящие даже от незначительных перепадов напряжения.

Smart UPS

Питание включается быстрее, чем у резервных УПС.

Такое название относится к линейно-интерактивным (line-interactive) УПС. Smart-устройство состоит не только из батареи.

В него входит модуль AVR, который автоматически регулирует напряжение, подающееся на вход, но стабилизировать этот параметр плавно не может, поэтому форма кривой напряжения на выходе – аппроксимированная синусоида.

В нормальных условиях частота входящего тока не корректируется, но работают пассивные фильтры и заряжается батарея.

В период отсутствия электроэнергии бесперебойник может поддерживать нагрузку от 1 до 1,5 часов. Переход на питание от батарей зависит от загруженности ИБП. Так, при низкой загрузке даже сильно пониженное напряжение продолжает поддерживаться AVR-трансформатором.

Форма сигнала на выходе у некоторых устройств – неправильная синусоида, другие же оснащены инверторами для ее сглаживания. Включение автономного питания происходит быстрее, чем у резервных УПС за счет совпадения кривых напряжения в сети и аккумуляторе, и составляет 4-8 мс.

Недостатки Smart ИБП – стабилизация напряжения происходит не плавно, шумы и помехи отфильтровываются недостаточно, возможны искажения входного сигнала, приводящие к непредсказуемым последствиям, более низкий КПД, чем у offline-блоков.

Плюсы – автоматическая регулировка значения и формы входящего сигнала, более быстрое переключение, приемлемая цена.

Online UPS

Недостатком ИБП выступает высокая стоимость.

Это устройства, которые производят двойное преобразование напряжения – сначала с переменного в постоянное, а затем снова в переменное. При работе от сети ИБП непрерывно фильтрует и стабилизирует напряжение.

Блок оснащен выпрямителем переменного тока, после него сигнал распределяется между инвертором и батареей. В то же время происходит сглаживание частоты и формы кривой сигнала.

После преобразования инвертором постоянного тока в переменный, на выходе получается сигнал с напряжением и частотой в форме правильной синусоиды, избавленный от всех помех и шумов.

Поскольку online UPS постоянно задействован в системе, то переключение на электропитание от батареи происходит мгновенно. В момент сильного падения или полного прекращения подачи напряжения, инвертор начинает работать не от выпрямителя, а от аккумулятора.

Другой режим работы ИБП такого типа – байпас. Он осуществляется через резервную линию, соединяющую вход и выход устройства напрямую, и позволяет его использовать при возникновении некоторых аварийных ситуаций. Например, в момент перегрузки сети стартовыми токами или поломки инвертора.

Постоянную работу онлайнового ИБП сопровождает повышенная теплоотдача, поэтому ему требуется дополнительное охлаждение. Чаще всего оно обеспечивается встроенным вентилятором, что делает этот бесперебойник не таким бесшумным, как другие типы подобных устройств.

К недостаткам online УПС можно так же отнести низкий КПД и высокую стоимость.

Основные характеристики ИБП

Чтобы обеспечить эффективную защиту оборудования при разумных затратах, необходимо учесть следующие параметры УПС:

• Мощность на выходе. Полная измеряется в вольт-амперах (ВА, VA), активная – в ваттах (Вт, W).
• Диапазон входного сигнала. Определяет те значения напряжения, при которых происходит переключение рабочих режимов.
• Время работы в автономном режиме (в минутах). Зависит от мощности подключенной техники и емкости батарей.
• Время, необходимое для перехода от сетевого электропитания на автономное. Измеряется в миллисекундах.
• Срок эксплуатации. Может быть 5 или 10 лет, это зависит от технических характеристик аккумуляторов.

Устройства могут быть напольной и универсальной конфигурации или устанавливаться в стойку. Батареи размещаются снаружи или внутри корпуса.

ИБП могут быть напольной, универсальной конфигурации, устанавливаться в стойку.

Как выбрать ИБП

УПС могут использоваться для защиты бытовой и офисной техники, ПК, промышленного оборудования. Сферой применения определяется и выбор модели ИБП, а чтобы сделать его правильно, нужно знать потребляемую техникой мощность.

Ее номинальная величина в ваттах указана в технической документации или на наклейке с задней панели каждого устройства. Так как бесперебойники характеризуются ее значением в ВА, то в расчетах необходимо использовать формулу P(VA)=P(W)/0,7.

Подключение оборудования, общая мощность которого превышает номинальное значение у самого UPS, приведет к его перегрузке и отключению. Поэтому выбирать ИБП следует, исходя из суммарной нагрузки от всей аппаратуры, которую планируется к нему подключить.

Номинальная мощность бесперебойника должна быть выше расчетной на 20-30%. Например, работу оборудования мощностью 750 ВА обеспечит ИБП с номинальным ее значением не ниже 1 кВА. Кроме того, нужно учитывать резкое увеличение нагрузки во время пуска приборов с электродвигателем (компрессоры, насосы), поэтому производителями ИБП разработаны специальные программы для расчета их требуемой мощности.

Время автономной работы УПС подбирается в зависимости от задач, которые будут выполняться. Для защиты компьютеров, мониторов, аудио- и видеоаппаратуры подойдут недорогие устройства offline или smart типа. Если в сети наблюдаются частые перепады напряжения, то лучше взять бесперебойник с функцией AVR.

Для того, чтобы была возможность увеличить время работы ИБП в автономном режиме, выбирают модели с внешним размещением батарей – емкость такого устройства легко увеличивается дополнительными аккумуляторами, которые подсоединяются параллельно.

Лазерные принтеры, инструменты и бытовые приборы с электродвигателями, а также другое оборудование, чувствительное к качеству подаваемого напряжения (требующее правильной синусоиды), обеспечивается питанием только через блоки online типа.

При выборе модели ИБП следует обратить внимание на количество и виды разъемов, которыми она оснащена. Они должны соответствовать подключаемой технике по количеству (желательно с запасом) и типу.

Распространенные модели ИБП

Маркировка UPS начинается с названия компания производителя, далее следует название модельного ряда, число, указывающее мощность в VA и буквенные обозначения конструктивных особенностей устройства.

EX указывает на конфигурацию со встроенным аккумулятором и возможность подсоединения дополнительной батареи. К таким бесперебойникам относится распространенная модель N-Power Smart-Vision 1500 EX. Модификации с буквами LT имеют навесной батарейный блок, вариант RM указывает на конструкцию в стойке, а RT – на универсальное исполнение.

К лучшим моделям резервного типа относятся EATON Ellipse ECO EL650 и Powercom WOW-850 U. Хорошие модели интерактивных ИБП: Ippo Back Basic 650, Powercom Imperial IMP-825AP и APC Smart-UPS 1000VA USB & Serial 230V.

Модели УПС с двойным преобразованием: Ippon Innova RT 1000, Powercom VANGUARD VGS-2000XL. Пользуются спросом модельные ряды бесперебойников всех типов от производителей N-Power, Chloride, Libert, Inelt.

Источник бесперебойного питания для компьютера, сервера: принцип работы и подбор

Автор Aluarius На чтение 7 мин. Просмотров 318 Опубликовано 27.04.2020

Скачки напряжения и помехи в сети – основная причина выхода из строя чувствительных электронных компонентов компьютера. Внезапное отключение электричества влечет за собой потерю данных, а иногда и разрушение файловой системы или комплектующих стационарного ПК при некорректном отключении устройства.

Для защиты от кратковременных отключений применяется источник бесперебойного питания для компьютера.

ИБП для компьютера

ИБП (англ. UPS) – отдельный внешний блок системы питания, обеспечивающий работоспособность компьютера при отключении напряжения в сети. Кроме этого, некоторые модели корректируют параметры электропитания компьютера при выходе их за допустимые пределы, что важно для увеличения срока службы компа.

Через ИБП к сети подключают стационарные компьютеры, сервера, устройства связи типа роутеров и маршрутизаторов.

 

Важно! Нет необходимости подключать через ИБП для компьютера ноутбук – аккумуляторная батарея, встроенная в корпус устройства, в автоматическом режиме защищает переносной компьютер от неполадок в сети.

Принцип работы бесперебойника для ПК (сервера)

Источник бесперебойной работы переменного тока – устройство, в котором питание есть всегда. Однако стоит учесть, что это не резервный источник питания, а аварийный – включается в случае “форс-мажоров” и лишь на короткое время.

Основная функция ИБП – мгновенная подача питания в момент отключения основного напряжения сети – реализована посредством аккумуляторной батареи, которая накапливает энергию. Встроенное в корпус ИБП зарядное устройство контролирует уровень напряжения на аккумуляторе, при необходимости включаясь в режим подзарядки.

При исчезновении напряжения в сети, устройство управления выключает компьютер от сети и одновременно подключает ПК к аккумуляторной батарее. Встроенный инвертор преобразует постоянное напряжение батареи в переменное, повышая его до рабочего напряжения сети 220 В.

При включении в рабочий режим бесперебойник подает звуковой или световой сигнал, оповещая пользователя о проблемах с питанием ПК.

В зависимости от емкости батареи и мощности компьютера, бесперебойник обеспечивает переменное напряжение на выходе на небольшое время, которое нужно для сохранения текущего сеанса и завершения работы компьютера.

Из чего состоит ИБП

Компоненты блока ИБП:

• аккумуляторы для накопления энергии;
• зарядное устройство, поддерживающее работоспособность батареи;
• инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный;
• управляющая схема.

Способ подключения

UPS оборудован несколькими гнездами-выходами, расположенными на задней панели прибора. Подключить персональный компьютер и периферию, отключение которой грозит негативными последствиями, соответствующими кабелями не составит труда при соблюдении порядка действий:

• после первой зарядки отключаем бесперебойник от сети;
• выключаем компьютер;
• подключаем сетевой кабель компьютера на соответствующий разъем ИБП;
• присоединяем сетевой кабель бесперебойника к сети;
• нажимаем и удерживаем кнопку включения ИБП, ждем светового или звукового сигнала о начале работы;
• включаем компьютер;
• устанавливаем драйвера UPS.

 

Внимание! Не рекомендуется подключать к ИБП лазерные принтеры или МФУ – при их включении возникает большой скачок энергопотребления, что может перевести бесперебойник в защитный режим (отключить).

Нужно ли отключать на ночь?

Устройства бесперебойного питания предназначены для непрерывной работы – нет необходимости отключать на ночь.

Как заряжается аккумулятор ИБП

Для продления срока службы перед первым включением устройства необходимо провести полный цикл зарядки и разрядки аккумуляторной батареи.

1. Для этого включаем ИБП в сеть примерно на сутки для полной зарядки – без подключения компьютера.
2. Подключаем компьютер к устройству, выключенному из розетки, и ждем полного разряда аккумулятора.
3. Опять повторяем цикл зарядки-разрядки.
4. Заряжаем снова – после этого ИБП будет откалиброван и готов для постоянной работы.

 

Виды источников бесперебойного питания

Бесперебойники классифицируются по трем типам в зависимости от конструктивных схем:

1. Резервная используется для переключения на аккумуляторное питание.
2. Интерактивная применяется для линейно-интерактивных бесперебойников.
3. Схема двойного преобразования предназначена для блоков питания онлайн.

Резервные источники

ИБП оффлайн или резервный источник нужен для домашних компьютеров и поддержки работоспособности локальный сетей в офисах.

Принцип работы – автоматическое переключение ПК на питание от аккумуляторов при отключении электроэнергии. Роль переключателя играет механическое реле, отчего ИБП издает щелкающие звуки при изменении режимов работы.

Линейно-оперативные

Такие UPS применяются для защиты от перепада напряжений сетевого и телекоммуникационного оборудования или группы компьютеров.

Особенность работы – защита ПК от повышенного или пониженного напряжения без перехода в аварийный режим за счет включения в схему автотрансформатора.

Блоки питания онлайн (для серверов)

Мощные UPS с двойным преобразованием применяются для файловых серверов, рабочих серверных станций и сетевых устройств, которые требовательны к питающему напряжению.

Особенности действия – входное переменное напряжение преобразуется выпрямителем в постоянное, затем через инвертор в эталонное переменное, которое подается на устройства. Аккумуляторная батарея постоянно подключена к выходу выпрямителя и входу инвертора и постоянно питает их в аварийном режиме.

UPS онлайн обеспечивают стабильное напряжение на серверах и нулевое время переключения на аккумуляторы.

 

Как выбрать ИБП для компьютера

Для правильного выбора источника бесперебойного питания, идеально подходящим для сохранения работоспособности компа, надо учесть некоторые характеристики устройства.

По мощности

Важная характеристика бесперебойника – мощность, от нее зависит надежность защиты от перепадов напряжения и срок службы:

1. Полная мощность измеряется в ВА, характеризует максимальную величину мощности, которую можно подключить к бесперебойнику.
2. Активная мощность измеряется в Вт – это максимальная мощность подключенных к ИБП устройств. Мощность бесперебойника должна быть больше на 20-30%.

Считаем суммарную активную мощность оборудования, которое планируем подключить к источнику бесперебойного питания, добавляем к этому числу тридцать процентов и определяем мощность ИБП. Например, мощность домашнего ПК 420 Вт и мощность монитора 45 Вт – суммарная 465 Вт, значит, потребуется ИБП с мощностью не менее 600 Вт.

Рекомендованные величины полных мощностей ИБП:

• 500 – 700 ВА для домашних и офисных ПК;
• 700 – 1000 ВА для рабочих станций и игровых ПК;
• 1000 ВА и выше для серверов.

По длительности работы в автономном режиме

Точное время автономной работы определить сложно, поэтому производитель указывает время работы при полной загрузке ИБП – 3-15 минут, хотя ИБП для сервера могут работать несколько часов.

Для домашнего компьютера достаточно десяти минут, чтобы закончить работы и выключить устройство.

Устройства с ПО

Существуют модели ИБП с программным обеспечением, которое может контролировать работу устройства и отдавать команды на выполнение тех или иных действий. При возникновении нештатной ситуации в ваше отсутствие, бесперебойник самостоятельно закроет открытые программы и выключит компьютер.

Внимание! При покупке модели с ПО следует убедиться, что он совместим с операционной системой вашего персонального компьютера и имеет возможность подключения через USB или Ethernet.

По количеству разъемов

ИБП выпускаются с разным количеством и типом гнезд: есть разъемы, защищенные от отключения электричества и разъемы, защищенные только от перепадов напряжения, а также с розетками RJ-45 для защиты телефонной сети и USB-разъемами.

Для подключения стационарного компа и монитора потребуется ИБП как минимум с двумя розетками с защитой от отключения напряжения.

 

С возможностью замены батареи

Срок службы аккумуляторных батарей не превышает пяти лет, замена батарей позволит сэкономить на покупке нового бесперебойника – стоит выбрать модель с заменяемыми аккумуляторами.

Рейтинг ИБП для компьютера

Все знают – технику лучше приобретать у известного производителя, который обеспечивает техническую поддержку и гарантирует работу своего изделия в течение долгого срока.

Лучшие производители и модели ИБП

Среди производителей источников бесперебойного питания отличная рекомендация у британских, американских и тайваньских компаний:

• APC – дочернее предприятие корпорации Schneider Electric. Компания выпускает продукцию средней ценовой категории.

APC Back-UPS CS BK500EI – позволит продолжить работу во время коротких отключений света, обеспечив защиту оборудования от скачков и перепадов напряжения. Если отключение окажется продолжительным, ИБП автоматически выключит компьютер, сохранив при этом все данные.

• IPPON – британский бренд, выпускающий качественные бесперебойники.

IPPON Back Verso 800 – компактный размер, удобное управление и легкое подключение ИБП отлично подходит для защиты маломощных домашних ПК.

• Powercom – тайваньская компания с продукцией средней ценовой категории и высокой степенью надежности.

Spider SPD-1000N способен поддерживать работу нескольких устройств одновременно в течение долгого времени и самостоятельно регулировать и стабилизировать напряжение. Устройство подключается к сети через EURO-разъем и имеет 8 розеток.

• EATON – американский производитель, выпускающий популярные бесперебойники в широком диапазоне технических характеристик.

EATON 5SC 3000i RT2U – линейно-интерактивный ИБП обеспечивает надежной защитой серверное и сетевое оборудование. Оснащен LCD-дисплеем, информирующем о статусе устройства, напряжении на входе и выходе, нагрузке, уровне заряда батарей и параметрах сети.

Правильно выбранный бесперебойник позволит сохранить не только дорогую компьютерную технику, но и избавит от головной боли при восстановлении важной информации, утраченной из-за внезапного скачка напряжения.

 

Основное назначение источника бесперебойного питания (ИБП) для защиты компьютерной техники — Сводные таблицы Excel 2010

Основное назначение источника бесперебойного питания (ИБП) — временно обеспечить питание аппаратуры при перебоях в подаче электроэнергии. Подключать через ИБП компьютеры принято повсеместно. Правда, для многих пользователей это является своего рода «правилом хорошего тона», а практический смысл данного ритуала от них ускользает. «Ну, ИБП защищает компьютер от скачков напряжения…». Попробуем разобраться: что, от чего и как защищает источник бесперебойного питания?

По внутреннему устройству и логике работы все ИБП делятся на три класса: пассивные, линейно-интерактивные и ИБП с двойным преобразованием. Соответственно, они в разной мере справляются с происшествиями в электросети и относятся к разным ценовым категориям.

Пассивные (stand-by, VFD, back-UPS, резервные) источники — самые простые и дешевые. В них схема питания от аккумулятора обычно выключена, и запускается только при пропадании напряжения в электросети. Время переключения с работы от сети на работу от батареи составляет десятые доли секунды, а выходной сигнал при работе от аккумулятора заметно отличается от «правильной» синусоиды. Как правило, на входе таких ИБП установлены простейший фильтр помех и быстродействующий предохранитель. Первый частично сглаживает импульсные помехи, а второй должен сработать при значительном повышении напряжения в электросети. Пассивные ИБП предназначены для питания домашних и офисных ПК. Небольшой «провал» выходного напряжения в момент переключения на аккумулятор компьютерным блокам питания не страшен.

Линейно-интерактивные (line-interactive, VI, Smart-UPS) ИБП отличаются тем, что в них схема питания от аккумулятора включена постоянно. При исчезновении напряжения на входе «бесперебойника» его выходные розетки почти моментально переключаются на внутренний преобразователь — для питаемых устройств этот переход практически незаметен. Кроме того, многие линейно-интерактивные ИБП способны автоматически поддерживать выходное напряжение 220 В. Делается это двумя способами.

Пока напряжение сети находится в пределах от 175 до 275 В, срабатывает механизм AVR (Automatic Voltage Regulation, авторегулятор напряжения). При отклонении входного напряжения на величину от 10 до 25% ниже номинала ИБП повышает напряжение на выходе на 15%. При отклонении входного напряжения на величину от 10 до 25% выше номинала ИБП понижает напряжение на 15%. Если напряжение сети выходит за предельные значения, линейно-интерактивный ИБП переключается на питание от аккумулятора. В этом режиме он продолжает работать, пока или напряжение в сети не вернется к норме, или аккумулятор не разрядится. Однако такие ИБП не стоит рассматривать как стабилизаторы напряжения. Режим «стабилизации» у них вынужденный и кратковременный!

В ИБП с двойным преобразованием (double conversion, VFI, Online-UPS) напряжение на выход все время выдается от преобразователя, преобразователь постоянно работает от аккумулятора, а аккумулятор непрерывно заряжается от сети. Фактически вход и выход ИБП гальванически изолированы друг от друга, а на выход поступает стабилизированное напряжение. Это самая надежная, но вместе с тем и неэкономичная схема. Сам ИБП получается дорогим, большим и тяжелым, преобразователь сильно нагревается и требует охлаждения вентилятором, а потери энергии в ходе преобразования составляют десятки процентов.

ИБП с двойным преобразованием используют только для питания серверов и компьютеров в критически важных случаях. В широкую продажу такие модели поступают редко — обычно их поставляют под заказ. Скорее всего, для питания рабочих компьютеров вы приобретете пассивные, максимум, линейно-интерактивные ИБП.

Мощность источников бесперебойного питания принято указывать в вольт-амперах (VA, ВА). Чтобы перевести эти значения в более привычные ватты (Вт), нужно умножить мощность в вольт-амперах на коэффициент 0,6. Например, ИБП с характеристикой мощности 600 ВА обеспечит питанием технику с максимальным потреблением 360 Вт. Если дать большую нагрузку, сработает защита по току, и «бесперебойник» отключится. На практике желательно предусмотреть около 30% запаса по мощности. Таким образом, наиболее распространенные ИБП на 600 или 650 ВА подходят для питания компьютера с реальным потреблением 200—250 Вт и монитора, который забирает еще около 30—60 Вт.

Если расстановка компьютеров в помещении позволяет, выгоднее использовать один мощный ИБП вместо нескольких маленьких. На два офисных компьютера потребуется «бесперебойник» мощностью около 1000 ВА. Для питания трех компьютеров, стоящих рядом, достаточно одного источника мощностью около 1400 ВА.

Так от чего же защищает ИБП?

С ограничением импульсных помех от сети неплохо справляются и фильтры в блоке питания компьютера и монитора. Тем не менее два фильтра лучше, чем один! Защита от перенапряжения тоже важна. Если, например, отгорит нулевой провод в щитке, в розетке может оказаться напряжение почти 380 В. В блоках питания компьютеров и мониторов в таком случае обычно сгорают варисторы и предохранители. Ремонт копеечный, но требует времени. По идее, ИБП должен отреагировать на бросок напряжения раньше, чем сгорят предохранители в подключенной к нему технике.

Однако на первое место выходит защита данных. Если питание компьютера аварийно отключается, вся несохраненная информация пропадает. ИБП позволяет либо сохранить открытые документы и корректно завершить работу, либо перевести компьютер в спящий режим. Вручную сохранить документы проще всего. Переходя на питание от батарей, ИБП начинает громко пищать. Раз услышали такое предупреждение — проверьте, все ли сохранено. Далее смотрите по обстановке: или просто выключите компьютер, или переведите его в спящий режим.

Чтобы задействовать автоматику, необходимо соединить контрольный порт (USB или RS-232, в зависимости от модели) источника бесперебойного питания с компьютером сигнальным кабелем и установить на компьютере необходимое ПО. К сожалению, о такой возможности многие пользователи даже не подозревают! Работой ИБП управляет встроенный микроконтроллер. Его микропрограмма (прошивка) постоянно отслеживает напряжения и токи во внешних цепях, при включении и периодически во время работы выполняет тестирование электроники и батареи. Она же выдает в контрольный порт сведения о текущем режиме работы, состоянии компонентов ИБП. По кабелю эти данные поступают в компьютер, где их обрабатывает программа мониторинга.

Для работы с ИБП целесообразно использовать ту программу, которую предлагает его производитель. Например, для APC (www.apc.com) это программа Power-Chute, для Ippon (www.ippon.ru) — WinPower2009 и Ippon Monitor и т. д. Программу можно установить с диска, идущего в комплекте, но лучше скачать наиболее свежую ее версию с сайта производителя.

В настройках приложения нужно задать параметры автоматического выключения. Как правило, на выбор предлагается два варианта: или выключить компьютер через определенное время после перехода на резервное питание, или сделать это за какое-то время до предполагаемого полного разряда батарей.

Сколько времени «бесперебойник» способен проработать от аккумулятора?

Это зависит от емкости батареи и потребляемой мощности. В большинстве массовых моделей установлен один аккумулятор напряжением 12 В и емкостью 7 Ач. Теоретически ИБП с таким аккумулятором обладает запасом энергии около 80 Ватт-часов. Попросту говоря, он должен питать нагрузку мощностью 80 Вт примерно 1 час, 160 Вт — полчаса, 300 Вт — примерно 15 мин и т. д. Реально, с учетом потерь на преобразование, это время примерно вдвое меньше.

В источниках мощностью более 800 ВА обычно установлены два таких же аккумулятора или один, но большей емкости. Таблицы или калькуляторы для определения времени автономной работы при различной нагрузке для различных моделей приводятся на сайтах производителей. Однако «навскидку» можно принять, что любая модель сможет питать нагрузку номинальной для себя мощности в течение примерно 5—15 мин. Если нужно обеспечить достаточно долгое питание компьютера от аккумуляторов, лучше взять ИБП большой мощности с емкими батареями. Работать он будет всего на треть или четверть номинальной мощности. Зато такую нагрузку, низкую для себя, он сможет снабжать энергией полчаса и дольше.

Сетевому оборудованию (коммутаторам, маршрутизаторам, NAS) бесперебойное питание тоже полезно. В противном случае при отключении энергии сеть сразу же «упадет», а документы, открытые из сетевых папок, сохранить не удастся. Запитать коммутатор вы можете от ИБП ближайшего к нему рабочего места, хотя правильнее поставить для этого отдельный «бесперебойник» небольшой мощности.

Срок службы аккумулятора ограничен. По мере работы его емкость неуклонно снижается и через 3—5 лет эксплуатации падает почти до нуля. Еще до того, как индикатор на ИБП сигнализирует о необходимости замены батареи, становится заметно, что аккумулятор перестает «держать заряд». С каждым разом время автономной работы сокращается. В принципе, для сохранения документов и корректного выключения компьютера достаточно пары минут. Когда ИБП начинает отключаться еще раньше, батарею однозначно пора менять.

Заменить батарею несложно. В популярных ИБП марки APC и некоторых других аккумулятор находится под съемным лючком или крышкой. Чтобы добраться до аккумулятора в ИБП марки Ippon, SVEN и подобных им по конструкции, необходимо вывернуть четыре винта на днище и разъединить половинки корпуса. В инструкции и на официальном сайте вы вряд ли встретите описание самостоятельной разборки и замены: как и производители принтеров, изготовители ИБП значительную долю доходов получают от продажи «оригинальных» батарей с установкой их в авторизованных СЦ.

Тем не менее почти во всех компьютерных магазинах продаются герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы наиболее ходовых типоразмеров. Марка и производитель роли не играют: это вполне стандартные изделия. Предварительно откройте свой «бесперебойник» и выясните, какая батарея в нем установлена. Для большинства ИБП «офисного класса» (500—700 ВА) подходят батареи с маркировкой 12V 7Ah размерами 151×94×65 мм. Устанавливая новый аккумулятор, постарайтесь плотно одеть клеммы на контактные лепестки батареи. Если клеммы ослабли, их можно аккуратно поджать плоскогубцами.

После установки батареи ИБП желательно откалибровать, чтобы его микропрограмма оценила и запомнила параметры нового аккумулятора. Полностью зарядите батарею в течение суток. После этого извлеките вилку из розетки, чтобы ИБП перешел на автономное питание. Дайте батарее полностью разрядиться, пока «бесперебойник» не отключится сам. В качестве нагрузки лучше использовать не компьютер (хотя в крайнем случае и это допустимо), а несколько лампочек общей мощностью порядка 300 Вт. Затем вновь подключите к сети и включите ИБП — пусть батарея зарядится, а устройство продолжит работу в штатном режиме. Кроме калибровки устройства в целом такая процедура является и «тренировкой» аккумулятора. После полного цикла «разряда — заряда» батарея начинает максимально использовать свою емкость.

Зачем на многих ИБП сделаны телефонные (RJ-11) и сетевые (RJ-45) розетки?

Ни телефон, ни локальная сеть «бесперебойникам» не нужны по определению. Просто в качестве «бонуса» в одном корпусе с устройством установлены проходные фильтры импульсных помех для телефонной линии и сети. Соедините одно гнездо с телефонной розеткой на стене, а в другое включите телефонный аппарат. Если в телефонной линии возникнет высоковольтная наводка, например, во время грозы, фильтр сгладит бросок напряжения и защитит телефон.

принципы работы ИБП разных типов

Системы бесперебойного питания в настоящее время становятся очень востребованными. Неважно, где живёт современный человек, — в городской квартире, в загородном доме, в его жизнь прочно вошли различные бытовые приборы, цифровая компьютерная техника, системы жизнеобеспечения.

Назначение и категории ИБП

Возрастают требования к качеству электропитания всех этих устройств. Качество питания внешних электрических сетей не всегда удовлетворяет население. Случаются резкие перепады напряжения как в сторону понижения, так и повышения его величины. Это очень неблагоприятно сказывается на работе бытового оборудования, а иногда приводит к выходу её из строя. Защитить себя от таких неприятностей помогает установка бесперебойных блоков питания, от которых питаются устройства, наиболее чувствительные к таким внезапным перепадам.

В зависимости от схемных решений, которые определяют основные характеристики источников бесперебойного питания, их можно разделить на несколько категорий. Каждая из них обеспечивает бесперебойную работу определённой группы потребителей.

Резервные бесперебойники

Они могут защитить только простую технику для дома и настольные компьютеры.

Если сетевое напряжение соответствует норме — потребители подключаются непосредственно к ней. При колебаниях напряжения в сети аппаратура переключается на питание от аккумулятора, который является составной частью ИБП. Частично подавляются шумы и высокочастотные импульсы, напряжение поддерживается на заданном уровне, производится подзарядка аккумуляторной батареи. Стабилизация сетевого напряжения, питающего подключённую к его выходу аппаратуру, у бесперебойных блоков питания этой категории не производится.

Необходимость перехода на работу от аккумулятора в каждой модели бесперебойного блока питания определяется по-своему. Пределы работы от сети определяются разработчиком данной модели. Они устанавливаются исходя из условий нормального функционирования аппаратуры потребителя.

Аккумуляторный режим работы продолжится до тех пор, пока показатели напряжения в сети не придут в норму. После этого происходит переключение в обратную сторону. Аккумулятор источника должен обеспечить не менее чем пятиминутный запас по времени при работе от него. Этого хватает для сохранения данных на компьютере и безаварийного выключения аппаратуры потребителя.

К недостаткам источников бесперебойного питания этой категории следует отнести следующие:

1. Отсутствие стабилизатора сетевого напряжения.
2. Большое время переключения (~20 мс).
3. Ступенчатая форма выходного напряжения.
4. Наличие высокочастотных помех.

Переключение на автономный режим питания происходит при любом незначительном отклонении параметров сетевого напряжения от нормы. Это приводит к быстрому износу аккумулятора.

Линейно-интерактивные источники

Модели этой категории оснащены стабилизаторами напряжения сети, которые выполнены по схеме автотрансформатора. Переключение его обмоток в зависимости от величины входного сетевого напряжения происходит ступенчато по командам встроенного в схему бесперебойника ИБП микропроцессора. Таким образом, удается поддерживать на выходе блока напряжение близкое к норме (220−230) В. Дополнительно в схеме имеется фильтр, защищающий потребителя от сетевых помех.

Подключение аккумулятора и отключение от сети происходит тогда, когда параметры напряжения на входе блока выходят за границы порогов стабилизации. Количества выводов автотрансформатора не хватает для поддержания на выходе номинального напряжения. Существуют допуски и на форму входного сигнала. При больших искажениях также осуществляется переход на аккумуляторный режим питания аппаратуры потребителя.

Процесс перехода на питание от аккумуляторной батареи проходит довольно гладко для большинства потребителей и занимает время не более 4 мс.

Таким образом, сравнивая источники этой категории с резервными ИБП можно заметить их преимущества:

1. Стабилизация сетевого напряжения имеет ступенчатый характер.
2. Форма выходного напряжения близка к синусоиде.
3. Фильтрация сетевых помех.
4. Экономия ресурса аккумуляторной батареи за счёт меньшего количества включений её в работу.

Феррорезонансные блоки питания

По своей сути они являются линейно-активными источниками. Стабилизатором сетевого напряжения в них служит феррорезонансный трансформатор. Он может накапливать энергию магнитного поля, которая поддерживает напряжение во вторичной обмотке трансформатора в моменты переключения. Переходный процесс длится не более (8−16) мс. Это допустимо для большинства потребителей. Форма напряжения на его выходе синусоидальная, защищённая от сетевых помех. Свои функции источник выполняет по командам собственного блока анализа сети и управления.

Линейные бесперебойные устройства

К этой категории относятся ИБП с двойным преобразованием. В своём составе они имеют преобразователь переменного тока в постоянный (выпрямитель) и преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор). Выходное напряжение инвертора используется для питания аппаратуры, подключённой в качестве нагрузки. Напряжение выпрямителя используется для подзарядки внутреннего аккумулятора. Он включён в цепь выпрямителя и постоянно находится в активном режиме, который зависит от качества входного переменного напряжения.

К положительным качествам ИБП этой категории относятся:

1. Стабильность выходного напряжения.
2. Возможность замены аккумуляторной батареи без отключения ИБП.

К недостаткам можно отнести:

1. Низкий коэффициент полезного действия (КПД).
2. Ресурс аккумулятора снижается из-за его постоянной работы.

Аппараты этой категории применяются для работы оборудования больших организаций, на серверах которых хранятся важные данные. Они должны быть сохранены при любых перепадах в сети и любых нарушениях в её работе.

Основные характеристики

При приобретении ИБП необходимо тщательно понять, какие требования к нему предъявляются. Надо выбрать модель, наиболее удовлетворяющую критерию «цена — качество».

При выборе бесперебойного источника питания большое внимание надо уделить сравнению характеристик разных моделей. К ним относятся следующие:

• мощность ИБП.
• время автономной работы.
• время переключения на работу от аккумулятора и обратно.
• диапазон изменения входного напряжения.
• границы изменения частоты напряжения сети.

Мощность рассчитывается из суммарной нагрузки источника. Её величина должна быть больше мощности потребителей минимум в полтора раза. Оптимальной мощностью блока, установленного в квартире, считается мощность 1000 VA (1000 вольт-ампер).

Время переключения напрямую зависит от величины нагрузки, подключённой в данный момент к выходу источника. Чем больше потребляемый ею ток, тем меньше время работы аккумуляторной батареи. Ёмкость установленной батареи также определяет длительность работы.

Любые модели ИБП имеют элементы визуальной сигнализации. Это могут быть лампочки различных цветов, светодиодные индикаторы, которые определяют состояние бесперебойника в текущий момент.

Горящие постоянно зелёные индикаторы являются признаком нормальной работы блока. Если светодиод работает в импульсном режиме (прерывистое его свечение), то возможны или уже возникли проблемы. Это предупредительная сигнализация, привлекающая внимание.

Постоянное свечение красного индикатора сигнализирует о возникновении аварийной ситуации. Её возникновение сопровождается предупреждающими звуковыми сигналами в виде прерывистых гудков.

Правила эксплуатации

Правильная эксплуатация оборудования — залог её долгой и надёжной работы. К основным правилам, которые надо выполнять при эксплуатации бесперебойного источника питания относятся:

• Необходимость постоянного наблюдения за световой индикацией и звуковой сигнализацией блока.
• Подключение потребителей, действительно требующих бесперебойного питания.
• Заземление ИБП при помощи розетки с тремя гнёздами для подключения вилки прибора.

Если произошло отключение электричества, необходимо выключить всё включённое на этот момент оборудование. ИБП желательно оставить включённым в розетку для возможной подзарядки аккумулятора после устранения неисправности сети. Работа блока с разряженной батареей приводит к быстрому выходу её из строя. Ресурс аккумулятора ограничен и составляет не более 5 лет.

Соблюдение этих нехитрых, но необходимых правил продлит жизнь всему оборудованию, для работы которого требуется бесперебойное питание, а главное, позволит сохранить важную информацию на жёстких дисках компьютеров, которая могла бы быть безвозвратно потеряна в случае внезапных неисправностей в электрических сетях.

Как работает источник бесперебойного питания (ИБП) компьютера?

То, что ваш компьютер ожидает получить от электросети (в Соединенных Штатах), — это 120-вольтовая мощность переменного тока с частотой 60 Гц (дополнительную информацию см. В разделе «Как работают распределительные сети»). Компьютер может допускать небольшие отклонения от этой спецификации, но значительное отклонение приведет к отказу источника питания компьютера. ИБП обычно защищает компьютер от четырех различных проблем с питанием:

• Скачки и скачки напряжения — Времена, когда напряжение на линии больше, чем должно быть
• Падения напряжения — Времена, когда напряжение на линии меньше, чем должно быть
• Полный отказ питания — Время, когда линия выходит из строя или перегорает предохранитель где-то в сети или в здании
• Разница частот — Время, когда мощность колеблется с частотой, отличной от 60 Гц

В настоящее время используются две распространенные системы: резервный ИБП и непрерывный ИБП.Резервный ИБП отключает компьютер от обычного сетевого питания до тех пор, пока не обнаружит проблему. В этот момент он очень быстро (за пять миллисекунд или меньше) включает инвертор питания и отключает компьютер от батареи ИБП (дополнительную информацию см. В разделе Как работают батареи). Инвертор мощности просто преобразует мощность постоянного тока, подаваемую батареей, в мощность переменного тока напряжением 120 вольт и частотой 60 Гц.

Объявление

В ИБП непрерывного действия компьютер всегда работает от батареи, и батарея постоянно заряжается.Вы можете довольно легко построить себе ИБП непрерывного действия с большим зарядным устройством, батареей и инвертором мощности. Зарядное устройство для аккумуляторов непрерывно вырабатывает постоянный ток, который инвертор постоянно преобразует в переменный ток напряжением 120 В. В случае сбоя питания инвертор получает питание от аккумулятора. У ИБП непрерывного действия нет времени переключения. Эта установка обеспечивает очень стабильный источник питания.

Системы резервного ИБП

гораздо более распространены для домашнего использования или для малого бизнеса, потому что они, как правило, стоят примерно вдвое дешевле, чем система непрерывного действия.Системы непрерывного действия обеспечивают исключительно чистое и стабильное питание, поэтому они, как правило, используются в серверных и критически важных приложениях.

Вот несколько интересных ссылок:

.ИБП

— Источник бесперебойного питания

ИБП — это источник бесперебойного питания. Это устройство, обеспечивающее непрерывную подачу электроэнергии даже в случае сбоя в электросети. ИБП устанавливается между источником питания и защищаемым оборудованием.

ИБП

используются для защиты различных типов оборудования. Одно из распространенных применений — это компьютеры, особенно в центрах обработки данных и в критически важном оборудовании крупных организаций.

Как работает ИБП

ИБП работает путем преобразования сетевого переменного тока (переменного тока) в напряжение постоянного тока (d.c.). Часть ИБП, которая выполняет это, называется выпрямителем. Затем выход выпрямителя используется для зарядки аккумуляторов, которые могут обеспечивать питание при отключении сети. Постоянный ток напряжение от выпрямителя (или батарей при отказе сети) преобразуется обратно в переменный ток. инвертором ИБП и подает питание на оборудование.

Примечание: приведенное выше описание ИБП относится к статическому (электронному) ИБП.Хотя это наиболее распространенный тип ИБП, существуют и другие технологии, например, роторные ИБП и использование маховиков для хранения энергии.

В дополнение к защите оборудования в случае сбоя электросети, потому что первый преобразователь переменного тока По сравнению с постоянным током, ИБП имеет дополнительное преимущество, поскольку он может решать другие проблемы, связанные с качеством электропитания. К ним относятся провалы напряжения, гармоники, колебания частоты и т. Д. Для получения дополнительной информации вы можете ознакомиться с примечанием 9: проблемы с электропитанием, решаемые с помощью ИБП.

Принцип работы ИБП

Блоки и системы ИБП бывают разных размеров, от 1 или 2 кВА до диапазона МВА. Одна из проблем и факторов, ограничивающих размер ИБП, — это количество необходимых батарей. Они могут стать значительными, дорогостоящими и занимать значительное место. В меньших ИБП батареи обычно устанавливаются внутри устройства, в то время как в более крупных системах батареи устанавливаются снаружи на стойках или в шкафах.

Еще одним элементом аккумуляторов является время разряда. Любой ИБП с батарейным питанием будет рассчитан только на определенный период (5 минут, 15 минут, 30 минут и т. Д.). По этой причине большинство приложений ИБП сосредоточены на обеспечении достаточной мощности в течение ограниченного времени для выполнения любых необходимых действий — безопасного выключения оборудования, переключения на питание от генератора и т. Д.

Для обеспечения функционирования, эксплуатационной безопасности и электромагнитной совместимости (ЭМС ) выполнены требования, ИБП производятся в соответствии с признанными стандартами, наиболее важными из которых являются:

• IEC 62040 — Системы бесперебойного питания (ИБП)

Конфигурации ИБП

Расположение выпрямителя, инвертора, батареи и др. компоненты могут выполняться по-разному.У каждой компоновки есть свои преимущества и недостатки. Обычно чем прочнее конфигурация, тем дороже ИБП. ИБП

делятся на два основных типа — резервные и оперативные.

В резервном ИБП питание обычно подается напрямую от сети, и инвертор включается только при отключении сети. Это может иметь преимущества более низкой стоимости и большей эффективности. Онлайн-ИБП всегда питает нагрузку через инвертор. Они более дорогие, но поскольку инвертор используется всегда, они могут решить многие проблемы с качеством электроэнергии.

Резервный ИБП

В резервном ИБП статический (электронный) безобрывный переключатель обеспечивает прямое питание нагрузки от сети. В случае сбоя питания статический переключатель немедленно переключается на питание от инвертора.

Статические переключатели при переключении с сети на питание от инвертора обычно делают это менее чем за 5 мс. Выпрямитель всегда поддерживает полную зарядку аккумулятора и сразу становится доступным для подачи питания.Часто фильтр обеспечивает некоторое согласование мощности при питании нагрузки от сети. Ограничитель перенапряжения защищает ИБП и нагрузки от перенапряжения.

Он-лайн (двойное преобразование) ИБП

В онлайн-режиме нагрузка всегда запитывается через инвертор. Инвертор обычно принимает входной сигнал от сети, но переключается на аккумулятор, когда напряжение в сети выходит за допустимые пределы. Статический байпас будет подавать питание непосредственно от сети в случае отключения инвертора или возникновения неисправности.

Большим преимуществом онлайн-ИБП является то, что нагрузка всегда питается от инвертора, и многие проблемы с качеством электроэнергии в сети устраняются. Для получения дополнительной информации вы можете увидеть 9 проблем с электропитанием, решенных с помощью записки об ИБП.

Другие конфигурации ИБП

В дополнение к чисто резервным и онлайновым системам (показанным выше) ИБП доступны в различных других конфигурациях.

Феррорезонансный [режим ожидания] — нагрузка питается от трехобмоточного трансформатора, при этом сеть находится на одной входной обмотке, а инвертор — на другой.Трансформатор обеспечивает некоторый уровень феррорезонансного согласования мощности и регулирования напряжения. Во время сбоя сети переключение с сети на питание от инвертора осуществляется статическим безобрывным переключателем.

Line Interactive [on-line] — в этой конфигурации нагрузка всегда питается от инвертора. Выпрямителя нет, и батареи заряжаются, вращая инвертор в обратном направлении, когда основное питание в норме. Передаточный переключатель переключает вход инвертора с основного на аккумуляторный при отказе сети.

Дельта-преобразование [on-line] — относительно новая и запатентованная технология. В этой технологии используется кабель преобразователя как выпрямительного, так и инвертирующего сигналов, а также дельта-трансформатор для питания нагрузки. Некоторая мощность сети напрямую используется для дополнения выходной мощности инвертора нагрузки для повышения эффективности инвертора.

Сравнение конфигураций

811 Высокий

	Резервный		Онлайн
	Резервный	Феррорезонансный	Двойное преобразование	Линейное взаимодействие	Дельта-преобразование Очень
Средний	Средний	Очень высокий	Высокий
Стоимость	Низкий	Высокий	Средний	Средний	Средний
Низкий	Средняя	Высокая
Типичная мощность	0.0-0,5 кВА	3-15 кВА	5-5000 кВА	0,5-5,0 кВА	5-5000 кВА
Типичное применение	Персональные компьютеры	Ограниченное применение	Центры обработки данных, критически важные центры обработки данных	Центры обработки данных, важные объекты	Серверы, компьютерные стойки

См. Также

.

Что такое и как работает источник бесперебойного питания (ИБП)?

Позвоните в Великобританию: 0800 612 7388
[email protected]
Честер 01244 390 215

Мой заказ: 0 штук £ 0.00

Мой заказ: 0 штук £ 0.00

Мой аккаунт регистр Мой аккаунт Выйти

• О компании
  • Примеры использования
  • Контакты
  • EcoPowerSupplies
  • Новости
  • Политики
• Блог
• Загрузки
• Запрос
• Руководства
  • AZ Глоссарий
  • Батареи
  • Список технологий для ЕС
  • Батареи
  • Часто задаваемые вопросы
  • Тарифы на подачу
  • Генераторы
  • Руководство по рейтингам IP
  • Вилки и розетки
  • Проблемы с питанием
  • Решения по питанию
  • Формулы расчета размеров
  • Размеры ИБП
  • Системы ИБП
  29 Мировое напряжение
  .