Содержание
Устройство ИБП
Основное требование к ИБП – это автоматическое обеспечение питания оборудования в автономном режиме в аварийных ситуациях. Устройство ИБП для разных видов оборудования может отличаться с точки зрения обеспечения требуемых параметров тока, но в целом оно имеет классический набор комплектующих:
- аккумуляторную батарею из одного или более элементов с определенной емкостью, от чего зависит продолжительность автономной работы устройства в целом;
- блок управления, обеспечивающий включение, отключение, контроль параметров входящего и выходящего тока;
- байпас – устройство для питания нагрузки в обход ИБП, когда параметры тока из сети соответствуют всем требованиям;
- бустер – автоматический регулятор напряжения, величина которого выбирается соответственно предложенной нагрузке;
- инвертор – преобразователь постоянного тока в переменный с точной, близкой или приближенной синусоидой, модифицированным синусом и меандром;
- зарядное устройство для восстановления заряда аккумуляторов в автоматическом режиме.
Самыми нетребовательными к параметрам тока являются осветительные приборы и другое оборудование с низкой индуктивной нагрузкой. Электрические цепи, в составе которых есть электродвигатели и полупроводниковые приборы, наоборот, требуют строгого соблюдения параметров питания. К такой технике относятся компьютеры, отопительные котлы и другое оборудование.
Резервные ИБП
Так называемые резервные ИБП являются самыми простыми и доступными. Принцип работы бесперебойника данного типа крайне прост: электропитание нагрузки осуществляется через сеть, если там имеется напряжение, в противном случае происходит переключение питания от АКБ. Зарядка АКБ осуществляется вовремя работы ИБП. Согласно статистике, эффективность таких ИБП при сбоях питания составляет 55-60%.
В большинстве случаев рассказать о том, как работает ИБП для компьютера, можно сославшись на принцип работы оффлайн ИБП. Большинство домашних бесперебойников для компьютера выполнены по данной технологии. Уровень защиты, который они могут обеспечить является самым низким из всех существующих бесперебойников. Фильтрация сигнала осуществляется лишь частично. Зачастую такого уровня защиты для домашней техники вполне достаточно, так как качество питания в таких сетях несколько выше, чем в промышленных.
Резервные ИБП прекрасно работают в паре с компьютером, но при этом они абсолютно не совместимы для работы в паре с насосами, котлами отопления и другой подобной техникой, так как работа ИБП резервного типа не обеспечивает синусоидальную форму напряжения. Для компьютеров это не критично, так как в них используются коммутируемые источники питания. Этот факт позволяет таким устройствам выдержать небольшой провал питания за счёт наличия некоторого количества энергии в собственных конденсаторах. Время переключения офлайн с сети на АКБ колеблется от 2 до 15 миллисекунд. Схема работы ИБП включает в себя инвертор, который превращает постоянный ток АКБ в переменный. Следует заметить, что такие ИБП, как правило, являются маломощными.
Линейно-интерактивные ИБП
Устройство и работа источников бесперебойного питания интерактивного типа практически идентичен резервным ИБП. Исключением является способность стабилизации напряжения, которое осуществляется с помощью коммутирующего устройства. Преимущество стабилизации заключается в отсутствии необходимости на переключение питания при существенных отклонениях напряжения. Отклонения входного напряжения может достигать порядка 20% от нормального значения. Выходное напряжение бесперебойника при этом практически не колеблется. Эффективность защиты линейно-интерактивных ИБП составляет 85%.
В сравнении с резервными ИБП они обеспечивают более высокий уровень защиты, но уступают онлайн ИБП. Работа бесперебойника линейно-интерактивно типа может быть разделена на две группы. Устройства, относящие к первой группе, дают на выходе аппроксимированную синусоиду, то есть ступенчатую. Вторая группа выдаёт «чистую» синусоиду без каких-либо искажений. Последние в некоторых случаях могут стать заменой онлайн ИБП. Наличие чистой синусоиды на выходе позволяет применять их для защиты электродвигателей и котлов отопления.
Онлайн ИБП
Самые надёжные и высокотехнологичные ИБП относятся к типу онлайн. В них реализована технология двойного преобразования – самая прогрессивная из всех существующих. Степень защиты обеспечиваемый такими устройствами стремится к 100% независимо от того какие режимы работы ИБП активны: от сети или АКБ.
Как работает ИБП с онлайн топологией? На самом деле принцип работы вложен в само название. Ток на входе преобразуется на выпрямителе в постоянный, после чего инвертор преобразует его снова в переменный. Переменный ток на выходе обладает идеальными параметрами как по форме напряжения, так и по его значению. ИБП содержит в себе резервную линию — байпас, по которой осуществляется питание в случае неисправности какого-либо из узлов источника бесперебойного питания.
Принято говорить, что время переключения на АКБ равно нулю, но на самом деле аккумуляторные батареи всегда подключены к цепи. Поэтому данные ИБП и называются онлайн. Такое устройство бесперебойника позволяет защитить нагрузку от любых видов возмущений, которые могут встречаться в магистральной сети.
Применяются такие ИБП для защиты критической и очень чувствительной нагрузки. Все мощные ИБП выполняются по данной технологии. Несмотря на высокую мощность применяются дополнительные решения, которые позволяют увеличить автономность. Чаще всего конструкция позволяет ИБП — как пользоваться в связке с генератором, так и с внешними АКБ.
Однако, двойное преобразование имеет и свои недостатки. Устройство ИБП является довольно сложным, что влияет на его стоимость не лучшим образом. Наличие двойного преобразования понижает КПД, но на современных ИБП он довольно высокий. Реализованы специальные технологии энергосбережения, позволяющие довести коэффициент полезного действия до максимальных значений. Кроме того, процесс двойного преобразования сопровождается тепловыделением и шумами. Стоит признать, что удельный вес всех этих минусов является несравнимо малым в сравнении со всеми достоинствами, а в главную очередь с уровнем защиты.
Написать письмо
По любому вопросу вы можете воспользоваться данной формой:
Помощь в выборе ИБП
Всем привет! При подборе источника бесперебойного питания, необходимо быть подготовленным, знать и понимать несколько важных моментов, на которые стоит обращать внимание. Обо всем этом и не только, пойдет речь в данном материале.
Источник бесперебойного питания — это устройство со встроенным(и) аккумулятором(ами) для резервного питания различных приборов во время отключения электроэнергии.
На практике ИБП применяют на предприятиях, в различных учреждениях, реже в быту. Через источник бесперебойного питания запускают не только персональные компьютеры, но и сетевое – коммуникационное оборудование. Например, благодаря ИБП, можно успеть безопасно завершить работу персонального компьютера с предварительным сохранением всех документов.
Для того чтобы правильно подобрать источник бесперебойного питания, определитесь с несколькими параметрами:
1) Где и для чего будет использоваться ИБП (здесь мы выбираем тип устройства)?
2) Суммарная мощность подключаемых устройств, необходимое количество и вид розеток.
3) Как долго должен работать ИБП без электроэнергии?
Пожалуй, это самые основные параметры при выборе. Разберем каждый более подробно.
Типы ИБП
Резервный
Из-за невысокой стоимости, данный тип ИБП доступен массовому потребителю. Как только электроэнергия пропадает, либо «переваливает» за установленные нормы, ИБП переводит питание нагрузки в автономный режим, т.е. от аккумулятора. Как только питание в сети нормализуется, устройство переходит в штатный режим и заряжает «подсевшие» аккумуляторные батареи. Конструкция и схемотехника устройств проста, а время перехода на питание от АКБ варьируется от 4 до 15 мс. Такие ИБП подойдут тем, кому другие типы ИБП будут не по карману.
Линейно – интерактивный
Линейно-интерактивный тип ИБП отличается более сложной схематехникой. Здесь присутствует ступенчатый стабилизатор напряжения (AVR). Он поддерживает стабильное выходное напряжение при существенных отклонениях входного, когда резервный ИБП при скачках напряжения будет постоянно переходить в автономный режим. Именно поэтому такие ИБП служат намного дольше. Время переключения на АКБ составляет в данном случае 4-7 мс.
Линейно-интерактивные ИБП на сегодняшний день являются распространенным типом, сфера применения в данном случае чуть шире чем у резервных. К такому ИБП можно подключить несколько компьютеров, сетевое и телекоммуникационное оборудование, использовать не только дома, но и на производствах и предприятиях.
ИБП с двойным преобразованием
Принцип работы намного сложнее: переменное напряжение сети благодаря выпрямителю преобразуется в постоянное, затем, инвертор вновь преобразует напряжение в переменное. Поэтому данный тип и называется «с двойным преобразованием» или «on-line». Благодаря такому подходу, любые изменения во внешней сети не страшны, и никак не отражаются на функционировании запитанного оборудования от ИБП.
ИБП с двойным преобразованием больше подходят для установки в серверных или производственных помещениях, где качество питания – это один из важных параметров при работе всего оборудования (сервера, шлюзы, сетевое и коммуникационное оборудование, аудио-видеоаппаратура).
В данном случае у ИБП все аккумуляторные батареи всегда подключены к установленному инвертору, поэтому при потере питания в электрической сети, все потребители автоматически начинают питаться от аккумуляторных батарей.
ИБП с двойным преобразованием обладают большой мощностью, из-за этого у многих ИБП данного типа высокий уровень шума и повышенное тепловыделение, к тому же очень дорого стоят.
Мощность ИБП
Основным параметром при выборе ИБП является его выходная мощность, которую производители указывают в вольт-амперах VA. Как понять какая мощность нужна?
1. Выясняем мощность вашего оборудования, которое вы собираетесь подключить к ИБП. Посмотреть потребляемую мощность можно в паспорте/инструкции или на корпусе любого электроприбора.
2. Суммируем её.
3. Т.к. мощность ИБП полная и указана в вольт-амперах (ВА, VA), а мощность приборов указана в ваттах (Вт, W), нужно нашу суммарную мощность перевести так же в ВА. Для этого делим полученную суммарную мощность на коэффициент мощности, который равен 0,6.
4. Накидываем сверху 20% для запаса, чтобы ИБП не работал постоянно на пределе.
Для большей наглядности приведу примеры расчета:
Пример №1. Типовой бюджетный ПК
Блок питания ПК – 300 W; Монитор диагональю 21,5” – 25 W; Колонки – 5 W; Струйный принтер – 10 W. |
Суммируя мощность каждого устройства, получаем, что общая мощность составит 340 W.
Далее переводим мощность из ватт в вольт-ампер. Пользуемся формулой Pva = Pw/0,6. В нашем случае, получается, что 340 / 0,6 *1,2 = 680 VA. Откуда взялся параметр 1,2 спросите вы? Все очень просто, мощность ИБП должна быть всегда больше суммарной мощности как минимум на 20%. Учитывая все параметры, получается, что для данного примера необходим источник бесперебойного питания мощностью минимум 680 VA, для этого вполне подойдет ИБП резервного типа который способен проработать не больше 10 минут под нагрузкой. Этого времени вполне хватит для успешного завершения работы и выключения ПК.
Пример №2. Игровой ПК
Блок питания ПК – 700 W;
2 Монитора диагональю 27” – 60 W;
Акустика – 40 W;
Игровая периферия и прочие устройства – 50 W;
Суммируя мощность снова, получаем, что общая мощность равна 850 Вт. Следуя приведенному примеру выше, производим расчеты: 850 / 0,6 * 1,2 = 1700 VA. Для данного примера необходим источник бесперебойного питания мощностью как минимум 1700 VA, прекрасно подойдет ИБП линейно-интерактивного типа. Такие ИБП прекрасно поддерживают автономную работу на протяжении 15-30 минут при полной нагрузке.
Виды разъемов и интерфейсы
В момент выбора ИБП необходимо заранее подумать о том сколько приборов будет подключено к ИБП, и какие типы разъемов нужны?
К ИБП подключают не только ПК, но и зачастую прочую периферийную технику. Самое главное, чтобы число разъемов било с количеством подключаемого оборудования, лучше выбирать всегда с запасом в 1-2 разъема.
У ИБП, как правило, встречаются разъёмы двух типов:
— CEE 7 Schuko (вилка под «евророзетку»);
— IEC 320 C13 (компьютерная вилка);
Важно, чтобы все разъемы соответствовали типу разъемов подключаемой техники. Например, если у оборудования разъёмы типа — CEE 7 Schuko, а у ИБП лишь пару разъемов типа IEC 320 C13, то вы просто не сможете подключить к нему нужное устройство. Придется купить дополнительный переходник под такой разъем, а это лишняя трата денег. Чтобы не попасть в просак, внимательно смотрите на типы разъемов приобретаемого ИБП.
В зависимости от модели ИБП количество разъемов варьируется от 1 до 10, однако количество которые осуществляют бесперебойное питание везде разное, их увеличение ведет к удорожанию прибора. Лучше подбирать модели, у которых есть в наличии несколько выходных разъемов прямого питания (SURGE ONLY), так как через разъемы UPS (невысокой мощности) можно питать не все электроприборы. Таким образом, ИБП также будет являться неким «тройником-удлинителем» для подключения техники «напрямую».
Некоторые типы ИБП имеют в конструкции дополнительные разъемы для подключения телефонной и локальной линии. На корпусе устройств располагаются как входные, так и выходные разъемы RJ-11 и RJ-45 для защиты от импульсов паразитного напряжения и помех.
Служебные разъемы USB-В или RS-232 предназначены для конфигурирования ИБП, с помощью специального ПО можно управлять режимами работы ИБП, осуществлять мониторинг или настройку автоматического завершения ИБП при определенной тактике работы.
В последнее время актуальны ИБП для дома, у которых есть в наличии разъемы типа USB-А, с их помощью можно заряжать различные устройства (смартфоны, планшеты, мр3-плеер и прочие девайсы).
Время автономной работы
Время автономной работы ИБП напрямую зависит от емкости используемых аккумуляторных батарей. Чтобы не приобрести излишек «свинца», заранее подумайте какое количество времени вам нужно для выполнения задач при отключении электроэнергии. Производители в своих технических характеристиках устройств приводят примеры продолжительности работы ИБП от аккумуляторных батарей. Однако это время, как правило, указано при задействованной максимальной нагрузке, на практике такое редко когда бывает, и данное время существенно выше. Например, если ИБП с мощностью в 700 VA, имеет выходную мощность 405 W, то время работы ИБП под нагрузкой 405 W составит 4 минуты, но если через такой ИБП запущен системный блок и монитор общей мощностью в 320W, то естественно время реальной работы от АКБ будет чуть больше. За 10 минут такой работы можно спокойно сохранить все документы, проекты и выключить ПК.
Чтобы ИБП поддерживало постоянную и бесперебойную работу подключенного оборудования, нужно делать выбор в сторону ИБП с возможностью подключения дополнительных аккумуляторных батарей. Это может быть либо отдельные корпуса, либо прямое подключение аккумуляторов с помощью специальных проводов. В таком случае купите нужное количество дополнительных аккумуляторных батарей.
Некоторые объекты, на которых установлены дорогие источники бесперебойного питания с дополнительными аккумуляторными модулями, нельзя отключать даже для технического обслуживания. Поэтому столь важно чтобы у таких ИБП была обеспечена возможность горячей замены аккумуляторных батарей, без выключения оборудования.
Критерии выбора
Имея четкое представление о том, что вы будете подключать к ИБП и где его расположите, можно остановится на конкретных моделях и выбрать подходящую для себя.
Для тех, у кого нет средств на покупку дорогостоящей техники, подойдут ИБП резервного типа до 3000 рублей. К такому устройству можно будет подключить слабенький ПК и монитор.
Для офисного ПК, с пару мониторами, не стоит покупать дорогой ИБП, достаточно выбрать резервный с 2-3 разъемами и мощностью выше 600 VA.
Для игровых станций подойдут ИБП линейно-интерактивного типа, мощностью от 1500 VA. Стоимость подобного оборудования варьируется в диапазоне от 5000 до 100 000 рублей. В данном случае встречаются модели с дисплеем, возможностью управления и конфигурирования с помощью специального ПО.
Если стоит задача резервирования питания для большого количества приборов, тогда необходим ИБП с максимальным количеством UPS розеток и мощностью от 2000 VA.
Для серверного, сетевого или телекоммуникационного оборудования подойдут ИБП мощностью от 1500 VA и выше. Например, ИБП линейно-интерактивного типа подешевле, либо ИБП с двойным преобразованием чуть подороже. Для защиты серверного и сетевого оборудования, монтированного в шкафах, лучше рассматривать ИБП для установки в стойку, с обязательной возможностью подключения дополнительных аккумуляторных батарей. Если место позволяет, можно рассматривать ИБП напольного исполнения, но это не всегда удобно, так как подобные ИБП занимают много места.
*Важно учитывать, что дополнительные батарейные модули и аккумуляторы, всегда приобретаются отдельно!
На этом все, спасибо за внимание!