- Что такое ибп и для чего нужен
- Основные типы
- Что такое UPS?
- Что такое ибп
- Ибп ups, источники бесперебойного питания — основные понятия, терминология
- UPS переменного тока
- Важность использования для компьютера
- Виды источников бесперебойного питания
- Входные
- Для чего нужен ибп
- Интерактивные (line-interactive)
- Источники бесперебойного питания legrand
- Конструкция и характеристики
- Расчет требуемой мощности ипб
- Резервные (standby, off-line)
- С режимом двойного преобразования (double-conversion, online)
- Состав и принцип работы бесперебойного устройства
- Срок службы
- Технические характеристики ups
Что такое ибп и для чего нужен
Справиться с такой проблемой поможет источник бесперебойного питания (ИБП). Из зарубежной технической литературы к нам пришла аббревиатура UPS (расшифровка – uninterruptable power supply, означает примерно то же самое). Оба термина (а также «обрусевший» УПС) широко распространились в быту и технике.
Назначение ИБП – поддержать электроснабжение компьютеров и другого оборудования после исчезновения напряжения в сети, чтобы дать пользователю возможность сохранить введенные данные и штатно завершить работу систем. Профессиональные источники также позволяют поддержать технику без выключения на период достаточно длительной бестоковой паузы на входе.
Основные типы
При всем разнообразии технических решений, большинство бесперебойников можно свести к трем типам:
- Offline (резервные). У этой категории ИБП при наличии напряжения на входе нагрузка питается от сети, и лишь в аварийном режиме (выходе входного напряжения за установленные пределы) переключающаяся на питание от преобразователя. В большинстве случаев это делается с помощью электромеханических реле. Недостатком таких схем является большое время переключения источника питания (до сотых долей секунды) и все проблемы, связанные с наличием контактных групп реле (подгорание, износ механических узлов и т.п.). К плюсам относят относительную простоту схемотехнических решений и невысокую стоимость.
- Line-interactive. Принцип работы такого ИБП также относится к категории offline, но нагрузка в штатном режиме питается не прямо от сети, а через промежуточный трансформатор, первичная обмотка которого имеет отводы. Схема управления отслеживает выход напряжения за пределы и пытается исправить его, коммутируя отводы для достижения на выходе штатного уровня. Во многих случаях трансформатор имеет лишь одну дополнительную секцию. Ее можно отключить, подключить синфазно с основной секцией или противофазно ей. Это позволяет иметь трехступенчатую регулировку выхода. В большинстве случаев этого достаточно. Лишь когда трансформатор не справляется (особенно, при полном отсутствии сети), происходит переход на питание по схеме аккумулятор-инвертор. Такая конструкция имеет дополнительный плюс – переход на резерв происходит намного реже, повышается долговечность УПС, продлевается ресурс аккумуляторов.
- Online (с двойным преобразованием). Эта топология считается наилучшей для построения ИБП.
Переменный ток сети выпрямляется (выпрямитель одновременно служит зарядным устройством для АКБ), а потом вновь преобразовывается в переменный. На линии постоянного тока подключены аккумуляторы в буферном режиме. При исчезновении напряжения на входе в работу включается аккумулятор.
Особенностью такого построения является то, что коммутация при нештатной ситуации не нужна, поэтому время переключения равно нулю, а бестоковая пауза на выходе отсутствует. Также плюсами являются независимость выходного напряжения от входного (его параметры полностью задаются DC-AC преобразователем) и более высокая надежность. Недостатком таких UPS считается высокая стоимость и пониженный КПД.
Что такое UPS?
Английская аббревиатура UPS (произносится Ю-Пи-Эс от англ.
Uninterruptible Power Supply или Uninterruptible Power Source) переводится на русский, как ИБП
— источник бесперебойного питания. UPS — это источник питания, снабжающий ценное оборудование
электрической энергией, даже если отключился основной источник электроснабжения — электрическая
сеть.
Когда в электрической сети есть нормальное напряжение, UPS
питает нагрузку (подключенное к UPS оборудование) от электрической сети. А когда напряжение в сети
становится слишком низким, слишком высоким или вовсе отключается, UPS питает оборудование от
аккумуляторной батарея
(аккумулятора).
Наиболее просто решается проблема бесперебойного электропитания
нагрузки постоянного тока. Выпрямитель питающий нагрузку с небольшими переделками (или даже без них)
выполняет функцию зарядного устройства для свинцового кислотного аккумулятора (аккумуляторной батареи).
К ИБП постоянного тока может подключаться система сигнализации,
радиостанция или даже целый узел связи. Пока есть напряжение в сети, UPS постоянного тока питает нагрузку и
заряжает
свой аккумулятор.
А когда сеть пропадает, аккумулятор
поддерживает работу подключенного оборудования за счет накопленной энергии. Когда заряд аккумулятора
заканчивается, ИБП постоянного тока отключает нагрузку, чтобы не вывести аккумулятор
из строя.
Что такое ибп
ИБП – это оборудование, оснащенное преобразователем постоянного тока в переменный и встроенной аккумуляторной батареей. Особенность подобных агрегатов заключается в том, что они имеют как минимум два ввода от первичных источников питания и способны переключаться между ними.
Кроме того, по мере прохождения по проводникам ток выравнивается до приемлемых значений, что очень важно для «капризной» домашней или офисной техники. Большинство ИБП обладает несколькими выводами – от двух до шести, для подключения нескольких устройств одновременно.
Ибп ups, источники бесперебойного питания — основные понятия, терминология
Источник бесперебойного питания (ИБП) Uninterruptible Power Supply (UPS)
Устройство, использующее для аварийного питания нагрузки энергию аккумуляторных батарей. Их основной задачей является поддержание работоспособности критичной нагрузки в течение незначительного времени от нескольких минут до нескольких часов в зависимости от ее мощности и емкости батарейного комплекта. Этого времени достаточно либо для устранения неполадок в линии электропередачи, либо для штатного отключения критичной нагрузки.
Критичная нагрузка (Critical Load)
Нагрузка, чувствительная к неполадкам в электросети, грозящим выходом оборудования из строя, нарушением технологического процесса или утратой важной информации. Чтобы предотвратить подобные случаи, для питания такой нагрузки (файловых серверов, рабочих станций, персональных компьютеров, телекоммуникационного и офисного оборудования и др.) следует применять ИБП.
ИБП резервного типа (Off-Line или Standby)
Источник бесперебойного питания, выполненный по схеме с коммутирующим устройством, которое в нормальном режиме работы обеспечивает подключение нагрузки непосредственно к внешней питающей электросети, а в аварийном переводит ее на питание от аккумуляторных батарей. Достоинством ИБП резервного типа является его простота и, как следствие, невысокая стоимость, а недостатком — ненулевое время переключения (~4 мс) на питание от батарей и более интенсивная их эксплуатация, так как источник переводится в аварийный режим при любых неполадках в электросети. ИБП резервного типа, как правило, имеют небольшую мощность и применяются для обеспечения гарантированного электропитания отдельных устройств (персональных компьютеров, рабочих станций, офисного оборудования) в регионах с хорошим качеством электрической сети.
Линеино-интерактивныи (Line-interactive) ИБП
Источник бесперебойного питания, выполненный по схеме с коммутирующим устройством (Off-line), дополненной стабилизатором входного напряжения (бустером) на основе автотрансформатора с переключаемыми обмотками. Основное преимущество линейно-интерактивного ИБП по сравнению с источником резервного типа заключается в том, что он способен обеспечить нормальное питание нагрузки при повышенном или пониженном напряжении электросети (наиболее распространенный вид неполадок в отечественных линиях электроснабжения) без перехода в аварийный режим. В итоге продлевается срок службы аккумуляторных батарей. Недостатком линейно-интерактивной схемы является ненулевое время переключения (~4 мс) нагрузки на питание от батарей. По эффективности линейно-интерактивные ИБП занимают промежуточное положение между простыми и относительно дешевыми резервными источниками (Off-line) и высокоэффективными, но дорогостоящими ИБП с двойным преобразованием энергии (On-line). Как правило, линейно-интерактивные ИБП применяют для обеспечения гарантированного питания персональных компьютеров, рабочих станций, файловых серверов, узлов локальных вычислительных сетей и офисного оборудования.
Бустер (Booster)
Автоматический регулятор напряжения, построенный на основе автотрансформатора с переключаемыми обмотками. Применяется в ИБП, собранных по линейно-интерактивной схеме, для ступенчатой корректировки входного напряжения в сторону его повышения (пониженное входное напряжение) или понижения (повышенное входное напряжение). Число обмоток бустера определяет диапазон входных напряжений, при которых ИБП обеспечивает нормальное питание нагрузки без перехода в аварийный режим работы.
ИБП с двойным преобразованием энергии (On-line)
Источник бесперебойного питания, в котором поступающее на вход переменное сетевое напряжение сначала преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем с помощью инвертора снова в переменное. Аккумуляторная батарея постоянно подключена к выходу выпрямителя и входу инвертора и питает последний в аварийном режиме. Такая схема построения ИБП позволяет обеспечить практически идеальное питание нагрузки при любых неполадках в сети (включая фильтрацию высоковольтных импульсов) и характеризуется нулевым временем переключения в аварийный режим без возникновения переходных процессов на выходе устройства. К недостаткам схемы с двойным преобразованием энергии следует отнести ее сравнительную сложность, более высокую стоимость, а также снижение общего КПД системы из-за потерь при двукратном преобразовании напряжения. ИБП типа On-line применяют в тех случаях, когда по тем или иным причинам предъявляются повышенные требования к качеству электропитания нагрузки, каковой могут быть узлы локальных вычислительных сетей (сетевое оборудование, файловые серверы, рабочие станции, персональные компьютеры), оборудование вычислительных залов, системы управления технологическим процессом.
Bypass(обход)
Режим питания нагрузки отфильтрованным напряжением электросети в обход основной схемы ИБП. Переключение в режим Bypass, поддерживаемый внутренней схемой ИБП или специальным внешним модулем, может выполняться автоматически или вручную. ИБП, имеющий соответствующую встроенную схему, автоматически переходит в режим Bypass по команде устройства управления при перегрузке выходных цепей или при обнаружении неисправности в жизненно важных узлах. Таким образом нагрузка защищается не только от сбоев в питающей электросети, но и от неполадок в самом ИБП. Возможность ручного включения режима Bypass предусматривается на случай проведения профилактического обслуживания ИБП или замены его узлов без обесточивания нагрузки.
Коэффициент мощности — величина очень универсальная и характеризует не только выходные данные ИБП, как источника электрической энергии для потребителя, но и сам ИБП как нагрузку для трансформаторной подстанции, дизель-электростанции или другого источника электроэнергии.
Коэффициент мощности (Power Factor)
Комплексный показатель, характеризующий линейные и нелинейные искажения формы тока и напряжения в электросети, обусловленные влиянием нагрузки (например, ИБП). Вычисляется как отношение поглощаемой нагрузкой активной мощности к полной. Типичные значения коэффициента мощности: 1 _ идеальное значение; 0.95 — хороший показатель; 0.9 — удовлетворительный показатель; 0.8 — плохой показатель; 0.7 — влияние компьютерной нагрузки; 0.65 — влияние двух-полупериодного выпрямителя. В случае линейных искажений коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига между током и напряжением и в зависимости от значения этого угла может характеризоваться как опережающий или отстающий. Если имеют место только нелинейные искажения формы тока, коэффициент мощности определяется отношением мощности первой гармоники тока к общей активной мощности, потребляемой нагрузкой.
Электрическая мощность (э. м.) — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. При переменном токе произведение мгновенных значений напряжения и и тока i представляет собой мгновенную мощность: р = ui, т. е. мощность в данный момент времени, которая является переменной величиной. Среднее за период Т значение мгновенной Э. м. Называется активной мощностью.
Активная мощность (P) — среднее за период значение мгновенной мощности переменного тока. А. м. Р зависит от действующих значений напряжения U и силы тока I и от косинуса j, где j — угол сдвига фаз между U и I. Единица измерения А. м. — ватт (Вт). В цепях однофазного синусоидального тока Р = UI cosj. Активная Э. м. характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую, световую и т. п.). Э. м., характеризующая скорость передачи энергии от источника тока к приёмнику и обратно, называется реактивной мощностью.
Реактивная мощность (Q) — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока. Р. м. Q равна произведению действующих значений напряжения U и тока /, умноженному на синус угла сдвига фаз j между ними: Q = UI sinj. Измеряется в варах.
Полная мощность
Кажущаяся потребляемая нагрузкой (например, ИБП) суммарная мощность с учетом активной и реактивной ее составляющих, а также отклонения формы тока и напряжения от гармонической. Вычисляется как произведение среднеквадратичных значений входного тока и напряжения. Единица измерения: ВА (вольт х ампер).
Выпрямитель
Устройство, преобразующее переменное напряжение электросети в постоянное. Однофазные ИБП оснащаются двух- или четырехполупери-одными выпрямителями, а трехфазные ИБП — шести- или двенадцатиполупериодными.
Инвертор
Устройство, преобразующее постоянное напряжение в переменное. В зависимости от используемого принципа преобразования различают три основных типа инверторов (см. рисунки): инверторы, генерирующие напряжение прямоугольной формы, инверторы с пошаговой аппрокси-мацией и инверторы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Последние обеспечивают наиболее близкую к гармонической форму выходного напряжения. Кроме того, манипулируя шириной отдельных импульсных составляющих ШИМ-сигнала, инверторы автоматически корректируют форму выходного напряжения при работе с нелинейной нагрузкой.
Входной изолирующий трансформатор
Трансформатор, включаемый во входную цепь ИБП для обеспечения гальванической развязки его внутренних узлов и входной электросети. Применяется во избежание короткого замыкания цепей ИБП, комплектуемого негерметичной аккумуляторной батареей с жидким электролитом, если существует вероятность его утечки .Также применяется при необходимости гальванической развязки цепи Bypass.
Выходной изолирующий трансформатор
Трансформатор, включаемый во выходную цепь ИБП для обеспечения гальванической развязки между самим ИБП и его нагрузкой. В трехфазных системах применяется трансформатор «треугольник-звезда». Он образует выходную нейтраль нагрузки, полностью изолированную от входной нейтрали ИБП. Таким образом, удается полностью защититься от помех по входной нейтрали, широко распространенных в промышленных районах.
- Возможность работы с нагрузками любых типов, имеющих различные коффициенты мощности
- Стабильность выходных параметров как при статической, так и динамической нагрузке
- Позволяет реализовать любую из известных питающих силовых схем (систем заземления): TN-C, TN-S, TN-C-S, TT и IT
- Гальваническая изоляция увеличивает помехозащищенность нагрузки как по фазам, так и по нейтрали. Исключается постоянная составляющая выходного напряжения
- Возможность работы с нелинейной и импульсной нагрузкой за счет широкого диапазона допустимого крест-фактора и КНИ тока нагрузки
- Возможность питания как любых однофазных, так и трехфазных нагрузок
- В связи с использованием выходного трансформатора типа «треугольник-звезда» выходная нейтраль формируется заново и все фазные напряжения жестко балансируются
- Возможность работы с несбалансированными до 100% трехфазными нагрузками типа «звезда» и «треугольник»
КПД
Коэффициент полезного действия, определяемый как отношение выходной мощности устройства к потребляемой им от сети.
Нормальный режим работы
Режим работы ИБП, при котором нагрузка питается за счет энергии, отбираемой из электросети, а аккумуляторные батареи отключены или подзаряжаются.
Аварийный (автономный) режим работы
Режим работы ИБП, при котором нагрузка питается энергией аккумуляторных батарей, преобразованной в переменное напряжение.
Виртуальная батарея
Конденсатор большой емкости, подключаемый параллельно аккумуляторной батарее ИБП и выполняющий ее функции при непродолжительных (длительностью не более 1 … 2 с) неполадках в электросети. В результате уменьшается число случаев кратковременного использования основной батареи и увеличивается срок ее службы. Применение виртуальной батареи в сочетании с технологией температурной компенсации зарядного тока — одно из наиболее эффективных решений, позволяющих продлить жизненный цикл аккумуляторных батарей.
Коэффициент нелинейных искажений (КНИ)
- Показатель, характеризующий степень отличия формы напряжения или тока от синусоидальной. Типовые значения КНИ:
- 0% — синусоидальная форма сигнала;
- 3% — форма сигнала отлична от синусоидальной, но искажения не заметны на глаз;
- 5% — отклонение формы сигнала от синусоидальной заметно на глаз;
- до 21% — сигнал имеет трапецеидальную или ступенчатую форму;
- 43% — сигнал имеет прямоугольную форму;
ТНD-фильтр
Устройство, устанавливаемое во входной цепи ИБП для уменьшения ее влияния на форму напряжения в питающей электросети. Поскольку входным узлом любого мощного ИБП, построенного по схеме с двойным преобразованием (Оп-Ыпе), является выпрямитель, элемент нелинейный и потребляющий большой импульсный ток, такой ИБП становится причиной «загрязнения» электросети. Применение ТНО-фильтра позволяет в существенной мере ослабить подобное «загрязнение».
Температурная компенсация зарядного тока батарей
Технология, применяемая ведущими производителями ИБП, для продления срока службы аккумуляторных батарей. Как известно, герметичные батареи крайне чувствительны к величине зарядного тока, оптимальное значение которого зависит от температуры окружающей среды. Технология температурной компенсации зарядного тока позволяет автоматически корректировать режим заряда батарей в соответствии с изменениями внешних условий и тем самым продлить жизненный цикл аккумуляторов в несколько раз.
Последовательное резервирование
Техническое решение, направленное на повышение надежности системы питания нагрузки путем последовательного (каскадного) соединения нескольких ИБП, один из которых является основным, а другие — резервными (см. рисунок). Для соединения по такой схеме каждый ИБП должен иметь отдельный вход цепи Bypass. В то время как основной ИБП питает нагрузку, резервные источники работают в холостом режиме, потребляя минимальную мощность. При обнаружении признаков неисправности внутренних узлов основной ИБП переключается в режим Bypass, и всю нагрузку берет на себя следующий по схеме резервный источник. ИБП, соединенные по схеме с последовательным резервированием, могут иметь собственные аккумуляторы или подключаться к единому для всех комплекту батарей для увеличения времени работы системы в автономном режиме.
Параллельное резервирование, наращивание мощности системы
Техническое решение, направленное либо на повышение надежности (аппаратное резервирование), либо на увеличение общей выходной мощности системы (масштабирование). Оно предусматривает параллельное соединение нескольких одноранговых ИБП с объединением их входов и выходов. Работоспособность такой системы обеспечивается специальной схемой синхронизации фаз выходного напряжения. В случае аппаратного резервирования при исправности всех соединенных параллельно ИБП нагрузка равномерно распределяется между ними, а в случае выхода из строя одного из источников — перераспределяется между исправными. В схеме с параллельным резервированием допускается применение как отдельных аккумуляторов для каждого ИБП, так и общего комплекта батарей.
Крест-фактор нагрузки (Crest Factor)
Показатель, характеризующий способность ИБП питать нелинейную нагрузку, потребляющую импульсный (нелинейный) ток.
UPS переменного тока
Для оборудования, питающегося переменным током, все немного
сложнее. Постоянный ток от аккумулятора нужно преобразовать в переменный. С этой задачей
справляется инвертор.
На самом деле UPS переменного тока устроены сложнее нашей простой
блок-схемы. Часто — намного сложнее. Хорошие UPS умеют стабилизировать напряжение, исправляют искажения
электрической сети, передают информацию о состоянии электрической сети компьютерам, в том числе по локальным
или глобальным информационным сетям.
Если в сети есть напряжение UPS питает нагрузку от сети (непосредственно
или после преобразования), одновременно
заряжая свой
свинцовый аккумулятор (аккумуляторную батарею).
Когда сеть отключается, инвертор преобразует получаемый от
аккумулятора постоянный ток в переменный ток, которым питается нагрузка. Если в электрической сети появляется напряжение, то нагрузка начинает питаться от сети.
А если заряд аккумулятора заканчивается, то нагрузка отключается.
Важность использования для компьютера
Самая важная задача ИБП – дать пользователю время завершить работу без потери введенных данных. Но не менее значительна функция штатного выключения некоторого «железа» компьютера. Так, жесткому диску нужно время, чтобы правильно «припарковать» головку. Если питание исчезло раньше, это чревато поломкой недешевого устройства.
В связи с переходом на SSD эта проблема стремительно остается в прошлом, тем не менее, штатное завершение работы всегда лучше нештатного.
Другая проблема – корректное завершение работы операционной системы. При внезапном отключении могут не только не сохраниться данные, но и повредиться системные файлы. Это может привести к необходимости переустановки ОС.
Применение UPS не принципиально для работы с компьютером, особенно если питающая сеть надежна. Но одно-единственное исчезновение напряжения в неподходящий момент может привести к неприятным последствиям, поэтому лучше подстраховаться заранее.
Виды источников бесперебойного питания
Существует несколько классификаций ИБП – по конструкции, емкости, мощности. Но самым распространенным является разделение по типу используемых схем (а значит и принципу действия). Сюда можно отнести три основных вида устройств:
Входные
Главным входным параметром бесперебойника является питающее напряжение. Оно должно соответствовать напряжению сети. Также надо обратить внимание на потребляемый ток (автоматический выключатель, защищающий сетевую розетку, должен его выдерживать) и частоту сети. Эти данные обычно написаны около разъема сетевого питания.
Для чего нужен ибп
Нормальной работе домашней или бытовой технике чаще всего мешают именно кратковременные перерывы в подаче электроэнергии, когда счет идет на доли секунды. В таких случаях требуется мгновенное подключение альтернативного источника питания. Вот для чего нужен бесперебойник. Но у него имеются и другие функции:
выравнивание входного/выходного напряжения;
фильтрация подаваемого тока, снижение помех;
защита от короткого замыкания или перегрузки.
Следует отметить, что мощность батареи ограничена компактными размерами устройства, поэтому срок автономной работы не превышает 4-15 минут (в зависимости от модели, мощности агрегата).
Интерактивные (line-interactive)
Главное отличие от предыдущей схемы – наличие ступенчатого стабилизатора на входе, который отвечает за регулировку напряжения. Преимущество системы – меньшее время переключения на резервный источник питания. Из минусов – невозможность применения для питания устройств с асинхронными двигателями, а это подавляющая часть бытовой техники.
Источники бесперебойного питания legrand
Если говорить о производителях, то одним из мировых лидеров в сфере электрики является французская компания Legrand. Бренд выпускает ИБП для дома и промышленных целей, а также обширный ассортимент сопутствующих товаров (батареи, батарейные шкафы, силовые модули, интерфейсы).
Немалое внимание уделяется внешнему виду устройств, компактные корпуса выглядят стильно и лаконично. Бытовые приборы на базе линейно-интерактивной схемы обладают мощностью от 360 Вт, яркий представитель бюджетного сегмента – Keor SPX 800 BA IEC C13.
Конструкция и характеристики
Бытовые ИБП выглядят как небольшой пластиковый короб. На нем размещаются кнопки питания (у продвинутых моделей это может быть полноценная панель управления с жидкокристаллическим дисплеем), индикаторы, вентиляционные решетки и несколько штепсельных розеток.
Электронакопитель. Это могут быть свинцово-кислотные, никелево-кадмиевые (или менее распространенные никелево-металлогидридные) литий-ионные батареи. Эффективность бесперебойника на 30% зависит от характеристик АКБ – емкости, самопотери заряда, количество циклов, глубины разряда, диапазона рабочих температур.
Инвертор – для преобразования постоянного напряжения в переменное и наоборот.
Изолирующие трансформаторы. Обычно их два – входной/выходной, для обеспечения гальванической развязки между входом и выходом ИБП.
Стабилизатор для выравнивания показателей переменного напряжения.
- Интерфейс для контроля и управления состоянием источника бесперебойного питания. Производители поставляют программное обеспечение, которое позволяет мониторить и анализировать возникающие ситуации. Обычно оно устанавливается на компьютер, а на корпусе устройства размещается порт для подключения.
В некоторых случаях в ИБП устанавливают THD-фильтры для уменьшения влияния на напряжение в сети питания, особенно если коэффициент нелинейных искажений свыше 3-5%. Также могут монтировать блок байпаса для питания «очищенным» напряжением, без затрагивания главной схемы бесперебойника.
При выборе стоит обратить внимание на следующие ключевые характеристики ИБП:
Выходная мощность. Основной критерий, измеряется в ваттах или вольт-амперах и показывает допустимую максимальную нагрузку. Должна с запасом покрывать потребляемую мощность подключенных устройств.
Время переключения на АКБ. Единица измерения – миллисекунды. Показатель варьируется от 0 до 15 с.
Время автономной работы. Определяется в минутах и в среднем составляет 4-20 мин. Для промышленного оборудования срок увеличивается до 30-45 мин. Дополнительный плюс некоторых моделей – возможность установки батарей с увеличенной емкостью.
Входное напряжение. Чем больше диапазон – тем меньше переходов с сети на батарею дольше срок службы устройства.
Преобразование выходного напряжения при колебаниях входного. Каким бы не было входящее напряжение, на выходе оно должно быть в пределах нормы. Повышенный или пониженный вольтаж одинаково опасен для подключенных приборов.
Действия при перегрузках. Когда бесперебойник работает на АКБ и происходит скачок напряжения, прибор должен автоматически выключаться. Желательно наличие световой или звуковой индикации.
Фазность. Встречаются одно- и трехфазные модели.
Регулировка частоты. Параметр актуальный для онлайн ИБП. Частота питающего напряжения имеет большое значение для аудиоустройств, лабораторного или медицинского оборудования.
Возможность холодного старта. Полезная функция, позволяющая запустить ИБП даже при обесточенной сети, для кратковременных действий с подключенными устройствами.
Срок службы. Зависит от типа АКБ, качества материалов, сборки. Минимальный показатель (для изделий со свинцовыми батареями) – 2-3 года, в среднем – 5-10 лет.
Некоторые параметры зависят от исполнения корпуса ИБП – настольный, напольный, в стойку или универсальный, а также от размещения АКБ – внешнее или внутреннее.
Расчет требуемой мощности ипб
В первую очередь при выборе обращают внимание на выходную мощность источника бесперебойного питания. Агрегат, рассчитанный на несколько бытовых приборов, не подойдет для ресурсозатратного промышленного или медицинского оборудования. Для определения необходимого показателя мало суммировать общую нагрузку подключаемых устройств.
Дело в том, что пусковые токи для некоторых приборов в несколько раз превышают норму, поэтому для них существуют специальные коэффициенты. Например, потребляемая мощность бойлера и насоса составляет по 200 Вт, а их пиковые пороги при пуске больше в 3,4 и в 3,5 раза соответственно.
Но если выбирать источник бесперебойного питания с выходной мощностью 1400 Вт, то при первом же включении случится перегруз и прибор автоматически отключится или просто сломается. Загвоздка в том, что при работе ИБП (преобразовании напряжения) неизбежны потери мощности в трансформаторах или резисторах.
Поэтому для расчета требуемой мощности бесперебойника необходимо разделить полученную суммарную нагрузку, в данном случае – 1380 Вт, на коэффициент потерь 0,7. Итоговая цифра – 1971 Вт и есть искомая величина, показывающая, какой должна быть выходная мощность ИПБ для обеспечения стабильной работы двух подключенных устройств – бойлера и насоса.
Резервные (standby, off-line)
Бюджетный вариант, плюсы которого заключаются в высоком КПД (до 99%), низком шум-факторе, минимальном нагревании. Питание подключенных устройств происходит напрямую от центральной сети, ИБП лишь отфильтровывает напряжение. Если показатели выходят за пределы нормы, бесперебойник автоматически перенаправляет питание от встроенного аккумулятора.
К недостаткам системы относят малую мощность, долгий переход на автономную работу и невозможность регулировки частоты или напряжения тока. Тем не менее такие приборы подходят для совместного использования с компьютерами, локальными сетями, бытовыми газовыми котлами.
С режимом двойного преобразования (double-conversion, online)
Принцип работы ИБП основан на преобразовании входного тока в постоянный, а затем с помощью инвертора – в переменный. Такой подход позволяет получить качественную синусоиду, подходящую для питания даже самого капризного оборудования. Так как АКБ перманентно подключены к цепи, то при пропадании напряжения в сети время переключения на батареи равно 0.
Состав и принцип работы бесперебойного устройства
Принципиально в состав ИБП должны входить следующие узлы, выполняющие предназначенные функции:
- Зарядное устройство. Это участок схемы управления, отвечающий за зарядку аккумулятора.
- Аккумулятор. Основной компонент – обеспечивает питание нагрузки при исчезновении напряжения в сети.
- Преобразователь (инвертор). Предназначен для преобразования постоянного напряжения от аккумуляторов в близкое к переменному, подходящее для питания резервируемой нагрузки.
У многих ИБП форма выходного напряжения далека от синусоидальной. Это надо учитывать при применении UPS для питания нестандартных нагрузок.
Также многие УПС в зависимости от исполнения имеют вспомогательные устройства:
- схема контроля напряжения — срабатывает при выходе сетевого напряжения за пределы 220 вольт и переключающая нагрузку на электроснабжение от батарей;
- схема защиты UPS от нештатных режимов;
- схема коммутации (служит для переключения источника питания нагрузки);
- схема контроля уровня заряда АКБ;
- фильтр, не пропускающий верхние гармоники выходного напряжения, чтобы на выходе получить нечто похожее на синус вместо ступенчатого или прямоугольного сигнала;
- схема индикации.
Продвинутые блоки бесперебойного питания могут осуществлять связь с компьютером (например, генерировать сигнал на завершение работы ОС при исчерпании запаса энергии в аккумуляторе).
Срок службы
Срок службы UPS определяется периодом эксплуатации электронной схемы (включая силовые элементы) и временем работы аккумуляторов. Современные электронные компоненты довольно надежны, если они проработают 5..7 (а то и более) лет, никто не отметит чего-то из ряда вон выходящего.
Другое дело батареи. Они работают в буферном режиме, их срок эксплуатации составляет 4..6 лет. Увеличить этот период сложно, а уменьшить неправильной эксплуатацией очень легко. Например, отрицательно влияют на срок службы батарей глубокие разряды.
Несмотря на достаточно большую емкость, аккумуляторы ИБП (особенно простых, применяемых в быту и в офисах) не могут обеспечить длительное время работы компьютера. Поэтому услышав писк UPS, возвещающий об исчезновении сетевого напряжения, лучше не работать на компьютере до последнего издыхания аккумулятора бесперебойника, а штатно завершить работу и дождаться восстановления 220 вольт в розетке.
Технические характеристики ups
Выбор УПС производится по его характеристикам, которые условно можно разделить на входные и выходные. Важно найти оптимальный баланс — параметры UPS должны устраивать пользователя, но без переплаты за избыточные характеристики и функции.
