Само название источника бесперебойного питания (ИБП) говорит о его предназначении. Аббревиатура получила название от английского uninterruptible power system (UPS). Это оборудование используется для защиты и бесперебойного питания любого устройства, подключённого к нему. Для этого используются аккумуляторные батареи.
Характеристики и принцип работы
Основными характеристиками, на которые следует обратить внимание, являются мощность и тип. ИБП бывают:
- резервного типа;
- линейно-интерактивные (гибридные);
- с двойным инвертированием (онлайн).
Принцип работы бесперебойника заключается в автоматическом обеспечении напряжением подключённой нагрузки за счёт накопленной энергии аккумуляторов при исчезновении сетевого напряжения или изменении его показателей.
ИБП резервного типа
Они являются простыми и недорогими устройствами, не предназначенными для стабилизации выходного напряжения, их амплитуда и частота остаются неизменными. В основе работы лежит использование реле. При обычном режиме работы реле подключает нагрузку напрямую к электросети, а при её пропадании переключает устройство на работу от аккумулятора. Фильтрация входного напряжения пассивная.
Недостатки:
не имеют функций стабилизации;- слабая фильтрация входного сигнала;
- длительное время переключения на режимы работы составляет порядка 5 миллисекунд;
- при работе от аккумулятора искажённая форма сигнала (несинусоидальная форма);
- присутствие паразитных процессов при переключении режимов;
- быстрая выработка аккумуляторов.
UPS этого типа, как правило, не выпускаются большой мощности и используются совместно с техникой, не требующей синусоидального сигнала на выходе (персональные компьютеры или бытовая техника).
Положительными чертами этого типа устройств является применение пассивного охлаждения, не требующего вентиляторов, и низкая стоимость. С другой стороны, из-за повышенной температуры в корпусе изделия быстрее приходят в негодность аккумуляторы, что влечёт за собой дополнительные траты.
Если нагрузка на ИБП составляет менее 10 процентов от мощности самого устройства, то нередко она просто отключается через некоторое время. Из-за этого питание маломощных устройств, таких, как модем, сигнализация, невозможно.
Гибридные устройства
В ценовом сегменте они занимают среднее положение, в основе работы лежит автотрансформатор с реле. Могут работать в большом диапазоне входного сигнала без переключения на автономное питание. Как и у предыдущего типа устройств, по входу применяются пассивные фильтры и не корректируется частота.
Основные преимущества:
способность поддерживать питание нагрузки при изменении напряжения электрической сети в широком диапазоне без перехода на батарею;- при работе от батареи форма сигнала близкая к правильной синусоиде;
- возможность подсоединения нагрузки напрямую к входной сети при перегрузке или нарушениях в работе устройства;
- имеется возможность подключения дополнительных аккумуляторов;
- имеется расширенная функциональность по настройке и управлению при использовании внешнего подключения.
Но наряду с достоинствами есть и недостатки:
нет стабилизации частоты;- из-за прямого подключения нагрузки к сети ухудшается способность её защиты при внешних изменениях;
- присутствие переходных процессов при переключении режимов;
- время переключения режимов не мгновенное, в среднем 3 миллисекунды;
- для охлаждения электронных частей применяется активная система охлаждения. Это подразумевает использование вентиляторов, что вносит шум при работе.
Основное применение бесперебойник такого типа получил для работы с серверными станциями, коммуникационным оборудованием и т. п.
ИБП двойного преобразования
Устройства этого типа имеют лучшую защиту. В основе работы лежит преобразование переменного напряжения в постоянное и обратное инвертирование. Благодаря двойному инвертированию выходной сигнал имеет правильную форму, скорость переключения стремится к нулю.
Основными достоинствами являются:
- высокая способность защиты нагрузки вне зависимости от внешних изменений;
- увеличенный срок службы аккумуляторов при сравнении с другими типами;
- почти идеальная синусоида на выходе.
К недостаткам относятся:
- среднее значение КПД составляет 90 процентов;
- высокая цена;
- осложнённая схемотехника.
Для снижения недостатков в последнее время стали использовать IGBT-выпрямители. Их применение позволило снизить коэффициент нелинейных искажений менее чем на 4% и обеспечить идеальный синусоидальный импульс на входе.
Выбор бесперебойника для компьютера
Для пользователя персонального компьютера главными характеристиками при выборе бесперебойника будут:
Мощность. Этот параметр характеризует, какую общую нагрузку можно будет подключить к устройству. Мощность желательно выбирать всегда с 30-процентным запасом. Необходимо отметить, что единицей измерения мощности является ватт (Вт), в то время как для UPS используют единицу измерения вольт-ампер (ВА), зависимость между ними выражается как 1 Вт=1,6 ВА.- Продолжительность работы от батареи. Хорошим показателем считается продолжительность работы от трёх до пяти минут при максимальной нагрузке. Надо понимать, что время работы зависит от мощности подключаемой нагрузки: чем меньше мощность, тем больше времени будет работать устройство от аккумулятора.
- Продолжительность зарядки батареи. В характеристиках к устройству обычно указывается время, необходимое для достижения 90-процентного значения. Обычно время полной зарядки составляет около десяти часов.
- Способность регулировать выходной сигнал. Значение на выходе остаётся неизменным при его изменении на входе. В таком случае, кроме поддержания работоспособности устройства при отсутствии сетевого сигнала, ИБП является своего рода стабилизирующим устройством.
- Вид исполнения и уровень шума. Могут быть встраиваемые и напольного исполнения.
- Способность использовать внешние батареи.
Исходя из этих характеристик и бюджета можно подобрать себе изделие, которое будет полностью соответствовать требованиям. Рассмотрим пример выбора.
Пример выбора ИБП
Возьмём средние параметры: стандартный системный блок с потреблением 400 Вт и ЖК монитор с потреблением 80 Вт мощности. Значение мощности для своей системы можно взять исходя из применяемого блока питания в системном блоке, на этикетке которого указано значение мощности, а на мониторе — с задней стороны на наклейке. Общее потребление составит в нашем случае 480 Вт или 800 В. А. Необходимо помнить, что мощность блока питания тоже указана с запасом, т. е. в эти 800 ВА уже входит 30-процентная прибавка.
Для того чтобы завершить корректно работу на ПК, в среднем достаточно пяти минут, поэтому выбираем модель с автономным режимом работы 5−7 минут. Лучше также будет присутствие разъёма USB на ИБП. Это позволит сделать выключение автоматическим и отслеживать параметры сети и состояние самого устройства. Для этого ИБП подключается через USB кабель к ПК и устанавливается набор программ.
Так как работает бесперебойник для компьютера, то вполне подойдёт модель резервного типа или линейно-интерактивного, что зависит от состояния сети. Выбирать стоит из зарекомендовавших себя с положительной стороны производителей, таких, как:
- FSP;
- Mustek;
- EATON;
- APC.
Исходя из вышесказанного для нашего случая правильно было бы взять ИБП APC Back-UPS 800 ВА 230 В или ИБП (Off-line UPS) NANO 800.
Устройства бесперебойного питания уже давно рассматриваются как единое целое в системе, позволяющей повысить надёжность работы электрического устройства. Но все равно главным его предназначением при работе с персональным компьютером является корректное завершение работы при появлении нештатной ситуации в электрической сети. ИБП не предназначены для долговременной поддержания автономности. Обычно это значение не превышает десятки минут.
Отметим следующий момент. При работе очень важно следить за состоянием аккумуляторов. Основной причиной выхода их из строя является сульфатация или высыхание. Поэтому очень желательно не отключать ИБП от сети. Так как при подключении к сети происходит подзаряд аккумуляторов, при этом само устройство включать кнопкой необязательно. Температура эксплуатации должна находится примерно в районе 20 градусов. При повышенной температуре происходит испарение дистиллятора, а при понижении — сульфатация.
