Ибп что это такое

Обновлено: 03.07.2024

Иногда электричество пропадает в неподходящий момент. При этом компьютер отключается неправильно, что может привести к потере данных или даже к неполадкам компьютерного железа. Вот почему источник бесперебойного питания (ИБП) — важный элемент в любом офисе или студии.

При выборе ИБП покупатель стремится, чтобы его оборудование и данные были надёжно защищены. Ему также важна простота в использовании, чтобы просто подключить его и забыть.

Что такое источник бесперебойного питания

ИБП — это устройство, которое позволяет компьютеру работать в течение небольшого промежутка времени, когда нет напряжения в электрической сети. Оно содержит аккумулятор, который включается, когда энергия от электрической сети перестаёт поступать. При этом источник бесперебойного питания сигнализирует о потере тока. И пользователь может сохранить данные и завершить работу до того, как иссякнет заряд батареи. При скачках напряжения ИБП их перехватывает, чтобы не пострадала аппаратная часть компьютера.

Отличие ИБП от системы вспомогательного генератора или резервного генератора в том, что он обеспечивает мгновенную защиту от перебоев с подачей электричества благодаря энергии, запасённой в аккумуляторах. При этом компьютер не прерывает работу. Для перехода к системе вспомогательного питания нужно время.

Источники бесперебойного питания используют для защиты аппаратного обеспечения, такого как компьютеры, центры обработки данных, телекоммуникационное или другое электрическое оборудование, где неожиданное отключение электричества может приводить к травмам, гибели людей, серьёзным сбоям в работе или потере данных.

Основные характеристики

Важная характеристика ИБП — его выходная мощность. От неё зависит суммарная мощность устройств, которые можно подключить к этому источнику. Для ее определения нужно:

проверить мощность каждого устройства, которое будет работать через ИБП, и сложить все;
переводим полученное на предыдущем шаге значение из ватт в ВА, для этого делим его на коэффициент мощности ( cosϕ ) равный 0,6;
чтобы обеспечить запас, увеличиваем полученное значение на 20 %, то есть умножаем всё на 1,2.

Приведём пример расчёта. Допустим, у нас есть компьютер мощностью 250 Вт, монитор – 30 Вт и колонки 5 Вт.

Определяем их суммарную мощность:

P w = 250 + 30 + 5 = 285 Вт.

Теперь можно узнать минимально допустимую мощность ИБП:

Pva = (Pw/0,6) * 1,2 = (285/0,6)*1.2 = 570 ВА

При определении мощности, потребляемой персональным компьютером, неправильно ориентироваться на мощность его блока питания. Определить реальное значение можно при помощи бытового амперметра или ваттметра с розеткой. Если такого прибора нет, то можно вычислить требуемую величину при помощи квартирного счётчика. Для этого нужно:

отключить от сети все приборы, потребляющие электроэнергию;
включить ПК и запустить на нём часто используемую программу;
когда показания счётчика увеличатся на одну десятую киловатта, начать отсчёт времени до следующего изменения показаний;
вычислить мощность, потребляемую компьютером по формуле: P = 100 * (60 / t), где t это время изменения показания счётчика на 0,1 кВт.

Следующим по важности параметром будет время, в течение которого ИБП сможет обеспечить функционирование подключенных к нему устройств при отключении электричества. Часто производители указывают значение, которое измерено при подключении максимальной нагрузки. Но обычно источник бесперебойного питания работает при мощностях, меньших максимальной, и время его автономной работы будет больше заявленного производителем. Увеличение продолжительности работы не пропорционально уменьшению величины нагрузки. При уменьшении суммарной мощности нагрузки в два раза время автономной работы может увеличиться в 2,5–5 раз, а при тройном падении нагрузки в — 4–9 раз.

При выборе источника бесперебойного питания нужно также обратить внимание на характеристики:

напряжение на выходе устройства;
время переключения — это время, в течение которого ИБП переходит от питания от электрической сети к работе от аккумуляторов.

Прежде чем покупать ИБП, нужно определить, какую технику вы будете к нему подключать — от этого зависит, сколько и какие разъёмы будут на выходе источника питания. Часто встречаются такие интерфейсы:

Полезным может также оказаться сам дисплей. На нём может отображаться важная информация: напряжение на входе и выходе устройства, уровень заряда аккумулятора, выдаваемая мощность.

Источники бесперебойного питания, построенные по принципу двойного преобразования, а также некоторые линейно-интерактивные модели при работе выделяют много тепла и нуждаются в его отводе. Чаще всего для этой цели используется вентилятор, который издаёт шум. На этот момент также стоит обратить внимание.

Полезной также может быть функция холодного старта. Тогда устройство можно включить, даже если в сети нет электричества.

Это все основные характеристики ИБП .

Виды источников бесперебойного питания в зависимости от принципа работы

Есть три типа ИБП в зависимости от принципа их действия : резервные, линейно-интерактивные и с двойным преобразованием. Отличаются они качеством выходного напряжения и ценой. Самые простые и дешёвые — резервные, а более дорогие — двойного преобразования.

Наиболее простая схема — резервная. Она работает по принципу: как только в сети пропадает электричество, питание всех подключенных машин переходит в автономный режим. Когда подача электроэнергии восстанавливается, устройства получают её от сети, и аккумуляторы начинают заряжаться.

Для преобразования переменного входного тока в постоянный (для зарядки батареи) применяется выпрямитель. Обратное преобразование выполняется инвертором. Для переключения режимов работы обычно используется электромеханическое реле.

Линейно-интерактивные устройства отличаются наличием ступенчатого стабилизатора ( AVR ), который обеспечивает постоянное выходное напряжение даже при больших отклонениях сетевого. Это предотвращает частый переход источника бесперебойного питания в автономный режим при скачках напряжения во внешней сети. Тем самым срок службы устройства увеличивается.

Для чего используют

Чаще всего источники бесперебойного питания используют для обеспечения питания цифровой техники. Благодаря им данные, с которыми работает пользователь, при неожиданном отключении питания не пропадут. За время автономной работы можно успеть сохранить данные и завершить работу операционной системы. Они также защищают и продлевают срок службы компьютерного оборудования.

Они также используются в промышленности на критических участках, нарушение работы которых приводит к остановке производства. Например, они могут предотвратить нарушение работы промышленных логических контроллеров или релейных схем.

Они также нужны в больницах, там, где надёжное электроснабжение критически необходимо. Например, в операционных в момент операции отключение электричества может стоить пациенту жизни.

Кроме этого, они востребованы в системах безопасности, например, для обеспечения бесперебойной работы сигнализации.

Как выбрать ИБП

При выборе источника бесперебойного питания сначала нужно обращать внимание на основные технические характеристики: мощность, время автономной работы, выходное напряжение, время переключения. Кроме этого, стоит проверить, какие разъёмы и в каком количестве есть на устройстве, а также наличие дисплея и уровень шума.

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Для оборудования, включающего электродвигатель (например, для холодильника), стоит покупать более сложные источники питания. В данном случае на выходе ИБП должна быть чистая синусоида. К тому же при пуске двигателя токи возрастают в пять раз. Например, если холодильник во время работы потребляет 400 Вт, для него подходит источник бесперебойного питания мощностью более 2000 Вт (400 * 5 = 2000 Вт). Такой блок питания может проработать 30 минут (если потребляемая мощность равна 400 Вт). Если холодильник охлаждает 5 минут, то такого источника энергии хватит на шесть включений.

Для бытовых устройств, которые потребляют много энергии в течение длительного времени, таких как стиральные машины, кондиционеры, невозможно найти недорогой ИБП. Здесь есть два выхода. Если отключения электричества происходят нечасто и на короткое время, то можно попробовать обойтись без дополнительных приборов. Или можно взять генератор, работающий от двигателя внутреннего сгорания.

Почему нужно использовать ИБП для компьютера

По статистике, причина 45 % поломок компьютерного оборудования — внезапные скачки напряжения и отключения электричества. Поэтому источник бесперебойного питания поможет сэкономить на покупке дорогого аппаратного обеспечения.

Также ИБП поможет сохранить данные, с которыми работает пользователь. Например, работник набирает документ, а как раз в этот момент в сети пропадает электроэнергия. Всё, что было после последнего сохранения, пропадёт, и работу придётся делать ещё раз. Это может произойти и дома, при игре на ПК. Достижения, сделанные после последнего сохранения, также пропадут.

Сколь бы надежен не был ваш поставщик электропитания, броски напряжения иногда случаются на любых линиях. Каждый пользователь ПК хоть раз, да сталкивался с внезапной перезагрузкой или отключением компьютера из-за неполадок на питающей линии. И компьютеры – не единственный вид техники, требующий бесперебойного электропитания.

Продолжительное отключение электропитания может привести к заморозке системы отопления частного дома. ИБП с подключаемыми аккумуляторами способен «продержать на плаву» циркуляционный насос и электронику котла в течение нескольких часов, и стоить такой ИБП будет намного дешевле, чем генератор с автозапуском.

Роутер, подключенный к ИБП, позволит оставаться «онлайн» и при отсутствии электропитания. Потребляет роутер совсем немного и емкости аккумулятора даже недорогого «бесперебойника» хватит на пару-тройку часов его работы.

Серверам и внешним дисковым накопителям бесперебойное питание совершенно необходимо – внезапное отключение электричества может привести к потере данных.

И вообще, наличия ИБП требует любая автоматика, сбой в работе которой может привести к серьезным последствиям – медицинское и технологическое оборудование, системы пожарной и охранной сигнализации и т.д. Но параметры электропитания у разных видов техники разные, поэтому и ИБП для них потребуется с различными характеристиками.

Характеристики источников бесперебойного питания.

Вид устройства.

Резервный ИБП имеет наиболее простую конструкцию. Электроника источника следит за уровнем входного напряжения, и, при его выходе за установленные рамки (обычно +10% от номинала), переключается на питание от аккумулятора.

Конструкция проста и надежна, но в некоторых ситуациях от такого ИБП будет больше вреда, чем пользы. Например, если он имеет минимальное входное напряжение 180 В и используется для защиты компьютера с блоком питания, работающим от 110 до 240 В. Без ИБП компьютер бы спокойно работал, а ИБП при падении напряжения ниже входного (180 В) перейдет на аккумулятор и после его разряда выключит питание компьютера. Поэтому для этого вида ИБП следует обеспечить соответствие минимального и максимального напряжений «бесперебойника» и потребителя – лучше всего, если диапазон напряжений ИБП будет незначительно (5-10В) уже диапазона напряжений электроприбора. Например, для диапазона рабочих напряжений потребителя 180-240 В, диапазон ИБП должен быть примерно 190-230 - это позволит перейти на питание от аккумулятора до того, как напряжение станет неприемлемым для защищаемого прибора.

Кроме того, переключение на аккумулятор занимает некоторое время, что может быть критичным для некоторых видов техники. Например, для импульсных блоков питания с активным корректором мощности (APFC), которым оснащено большинство таких БП мощностью более 400 Вт. При подборе ИБП для компьютеров, специальной аппаратуры, аудио- и видеотехники с подобными блоками питания следует оставлять большой запас по мощности, либо выбирать ИБП другого вида.

Линейно-интерактивный ИБП, фактически, состоит из резервного ИБП и стабилизатора. При наличии в сети пониженного или повышенного напряжения, автоматический регулятор напряжения (AVR) стабилизирует его, а на аккумулятор ИБП переключается только при настолько большом отклонении напряжения от нормального, что стабилизировать его уже невозможно.

Линейно-интерактивные ИБП немного дороже резервных, но для бытового применения именно этот вид является оптимальным. Единственный случай, когда ему следует предпочесть резервный – когда в вашей сети стабильно пониженное напряжение, подходящее, однако, для защищаемого электроприбора. Резервный ИБП просто пропустит это напряжение в компьютер, а линейно-интерактивный будет его повышать до нормального. Но продолжительная работа в таком режиме может сильно сократить ресурс AVR (особенно на недорогих «бесперебойниках»).

Недостаток, связанный с кратковременным отсутствием питания во время переключения на аккумулятор у линейно-интерактивных ИБП также присутствует.

Такие ИБП стоят заметно дороже остальных видов, зато выдают стабильную частоту, напряжение и форму синусоиды при любых помехах на входной линии питания.

Выходная мощность (ВА) стабилизатора определяет максимальную суммарную полную мощность подключенных к нему электроприборов. Однако следует иметь в виду, что приведенное в паспорте на электроприбор значение в Ваттах – это его активная мощность, т.е., выделяющаяся в виде тепла или света.

Многие подключаемые к ИБП электроприборы создают вдобавок к активной еще и реактивную нагрузку, и полная выходная мощность ИБП должна подбираться с её учётом. Для определения полной мощности электроприбора следует активную мощность поделить на коэффициент мощности (cos(φ)), обычно указанный в паспорте. Если найти это значение не удается, можно воспользоваться таблицей:

Поскольку чаще всего ИБП используется для защиты ПК, часто возникает вопрос: какую мощность имеет компьютер? Самый точный способ определения мощности – расчет на основе замера потребляемого им тока. Проще и безопаснее всего это сделать с помощью токовых клещей и самодельного удлинителя с раздельными проводниками.

Измерение тока с помощью мультиметра связано с опасностью поражения электрическим током и делать это, не обладая соответствующими навыками, небезопасно.

Измерение следует производить, дав на процессор и видеокарту максимальную нагрузку – это можно сделать с помощью требовательной к ресурсам игры или с помощью специальных программ (например, OCCT в режиме power supply). Измеренное значение умножается на величину напряжения в сети – это и будет искомая полная мощность (ВА) компьютера.

Простой, но грубый способ – взять максимальную мощность блока питания (в Ваттах), обычно приведенную на корпусе БП и поделить на коэффициент мощности. Реальная мощность компьютера, скорее всего, будет ниже, но уж точно не выше.

К примеру, для защиты компьютера с блоком питания без PFC мощностью 300 Вт и монитором мощностью 50 Вт потребуется ИБП с входной мощностью (ВА) 300/0,65+50/0,8 = 524 ВА. Поскольку реальная мощность системного блока, скорее всего, ниже 300 Вт, ИБП на 500 ВА могло бы и хватить для этого компьютера. Однако с учетом того, что пусковые токи (неизбежные при переключении на аккумулятор) могут превышать номинальные вдвое, выбор ИБП на 750 или 1000 ВА представляется более оправданным.

Следует также отметить, что недорогие ИБП часто характеризуются слабой перегрузочной способностью и не могут выдерживать высокие токи даже очень непродолжительное время (менее 100 мс). Поэтому при покупке недорогого ИБП необходимо следить, чтобы пиковая мощность нагрузки не превышала выходную мощность «бесперебойника».

Если определение полной выходной мощности (ВА) представляется слишком сложным, можно подобрать ИБП по активной выходной мощности (Вт) – обычно этот параметр тоже приводится в паспорте ИБП.

Однако большинство производителей при указании активной выходной мощности ориентируются на cos(φ) = 0,6-0,7, подходящий только при использовании ИБП для защиты компьютеров с блоками питания без PFC.

Коэффициент мощности многой другой техники выше, и, подбирая ИБП по активной мощности в ваттах, вы рискуете переплатить, выбрав ИБП более мощный, чем вам действительно необходимо.

Тип формы напряжения может быть важен для некоторых видов техники. В электродвигателях, трансформаторах, катушках индуктивности «ступенчатая» форма питающего тока приводит к дополнительным нагрузкам – это может проявляться изменением звука работы, увеличенным нагревом обмоток и ускоренным износом. Проблемы могут возникнуть с некоторыми моделями аудио- и видеотехники, измерительными приборами и медицинской техникой.

Импульсные блоки питания к форме напряжения невосприимчивы – ступенчатая аппроксимация синусоиды подходит для любых компьютеров. Проблемы, возникающие на современных блоках питания с активным корректором мощности (APFC) чаще всего связаны не с формой сигнала, а с недостатком запаса по мощности и низкой перегрузочной способностью ИБП. При переключении на аккумулятор и падении входного напряжения, APFC резко увеличивает потребляемый ток, при этом нарастание потребления происходит так быстро, что ИБП часто отключается защитным автоматом (токовым реле), при том, что контроллер даже не успевает «заметить» перегрузку.

Однако, некоторые блоки питания с APFC плохо работают при ступенчатой синусоиде – корректор успевает среагировать на горизонтальную «ступеньку» как на пониженное напряжение, увеличивает ток потребления и перегружает ИБП, приводя к срабатыванию его защиты и отключению. И, хотя многие БП с APFC прекрасно «уживаются» со ступенчатой синусоидой, чтобы не оказаться в ситуации, когда ПК откажется работать с «бесперебойником», следует либо убедиться в их совместимости перед покупкой, либо выбирать ИБП подороже: с «чистой» синусоидой и запасом по мощности, либо ориентироваться на устройство с двойным преобразованием. В последнем случае чрезмерный запас по мощности не нужен, а синусоида у таких устройств и так «чистая».

Тип выходных разъемов питания на современных ИБП может быть различным. Старые ИБП все имели выходные разъемы стандарта IEC 320 C13 («компьютерные») для подключения питающих кабелей системного блока и монитора.

Но роутеры, внешние жесткие диски и многие современные мониторы для подключения к сети используют обычную «евро» вилку. Поэтому сегодня уместнее выбирать ИБП с выходными разъемами типа CEE 7/* - «евророзетками». Обратите внимание, чтобы количество розеток соответствовало количеству потребителей.

Некоторые специализированные ИБП, предназначенные для создания линий бесперебойного электропитания, оснащаются клеммами для удобства прямого подключения линейных проводов.

Удобно, если ИБП имеет какой-нибудь интерфейс, по которому он может «сообщить» работающему на ПК приложению о пропадании напряжения. Это позволит сохранить все открытые документы, записать на диск данные из буфера и корректно завершить работу компьютера в автоматическом режиме, даже если оператора поблизости нет. Особенно это важно для серверов: сбой сервера – вещь неприятная, но она может стать еще неприятнее, если «испортятся» хранящиеся на нём данные из-за некорректного завершения работы. ИБП с интерфейсом USB или RS-232 подключается интерфейсным кабелем непосредственно к защищаемому компьютеру, на котором должно быть запущено соответствующее ПО.

Функция «холодного старта» позволяет осуществить запуск подключенных к ИБП электроприборов при отсутствии питающего напряжения. Холодный старт позволяет использовать ИБП как автономный источник питания для маломощной нагрузки.

Время автономной работы зависит от емкости установленных аккумуляторов и суммарной мощности подключенных потребителей. Производителем обычно указывается продолжительность автономной работы при определенной мощности нагрузки. Но зачастую мощность нагрузки сильно отличается от приведенной производителем. В этом случае следует иметь в виду, что емкость аккумулятора сильно зависит от тока разряда. При быстрой разрядке (5-10 минут) аккумулятор выдает всего 20-30% от номинальной емкости.

Так, если производителем приводится время автономной нагрузки в 5 минут при нагрузке 200 Вт, то при вдесятеро меньшей нагрузке (20 Вт) время автономной работы будет не 50 минут, а около двух часов, потому что емкость при разряде такой продолжительности будет примерно вдвое больше. Максимальная (100%) емкость аккумуляторной батареи достигается при продолжительности разряда в 20 часов и более, это следует учитывать, если предполагается длительная работа оборудования от ИБП.

«Бесперебойники», рассчитанные на продолжительную автономную работу, часто имеют возможность подключения дополнительных батарей. Это позволяет набрать емкость, необходимую для поддержания работы потребителей в течение необходимого времени.

Имейте в виду, что аккумуляторная батарея имеет ограниченный ресурс и через некоторое время (0,5-5 лет в зависимости от качества батареи и частоты циклов заряда/разряда) она потребует замены. В этом случае возможность замены батарей будет совсем нелишней. Оборудование, которое должно работать непрерывно, следует защищать с помощью ИБП с возможностью горячей замены батарей - т.е., без отключения ИБП от сети.

Варианты выбора источников бесперебойного питания.

Для защиты от кратковременных падений напряжения маломощных потребителей (роутеров, модемов, точек доступа) предназначены ИБП с «евророзетками» мощностью до 400 ВА.

ИБП мощностью 500-1000 ВА сможет «поддержать на плаву» простой офисный компьютер в течение времени, достаточного для сохранения всех открытых документов.

ИБП с «холодным стартом» способен обеспечить автономное питание электроприборов в условиях полного отсутствия питающей сети.

Если вам важно стабильное электропитание на выходе «бесперебойника» по минимальной цене, выбирайте среди линейно-интерактивных ИБП.

ИБП с двойным преобразованием гарантируют высокое качество питающего напряжения и обеспечивают полное отсутствие переходных процессов при пропадании внешнего питания.

Блоки питания

Аварийные ситуации в сети электропитания, работа самодельного сварочного оборудования, непогода с сильным ветром. Все это может привести к выходу из строя высокотехнологичного оборудования, применяемого в быту, офисах и производстве. Для защиты от таких неприятностей существует ИБП. Что такое ИПБ разберем ниже

1. ИБП — расшифровка, краткое описание устройства

ИБП – это Источник Бесперебойного Питания. Это прибор, который обеспечивает бесперебойную подачу напряжения в случае аварий с электропитанием. Он накапливает энергию и при аварии с питанием подменяет основной источник подачи электроэнергии и дает возможность корректно выключить компьютер или дождаться восстановления подачи электроэнергии. Бесперебойник срабатывает как при падении напряжения ниже определенного значения, так и при повышении выше определенной заранее заданной величины.

2. Основная функция

Основная функция – защитить потребитель электроэнергии (компьютер или другое высокотехнологичное оборудование) от отключения напряжения посредством использования аккумуляторной батареи (АКБ). Но если это узел связи, хирургическая операционная, промышленное предприятие непрерывного цикла или еще какой-нибудь объект, требующий беспрерывной работы, то используется целый комплекс мер. В первый момент включается аккумуляторная батарея. Она дает время включиться альтернативному источнику – дизель-генератору.

2.1. Зачем он нужен

ИПБ защищает потребителя от электрических помех в сети обеспечивая на выходе чистый синусоидальный сигнал соответствующего напряжения и силы тока. Вот для чего нужен ИПБ.

2.2. Срок службы ИБП

Срок службы источника бесперебойного питания ограничен сроком службы АКБ. Длительность работы зависит от частоты включения и от качества и схемотехники зарядной части. Если они не очень качественные, то приблизительно на 2 – 2,5 года. Если качественные, то можно надеяться и на 5-6 лет.

3. Типы источников бесперебойного питания, принцип действия

Стандарт IEC 62040-3 имеет классифицирует все ИБП для питания бытовой высокотехнологичной техники по схеме построения:

Резервные;
Линейно-интерактивные;
Двойного преобразования.

В зависимости от напряжения нагрузки ИБП бывают:

Однофазными;
Трехфазными;
Однофазные в трехфазных групповых сетях.

3.1. Резервный

Резервный ИБП (другие названия Off-line, Back UPS, Standby) – это электронный прибор, переключающий питание оборудования на резервный аккумулятор (находится в составе устройства) при сбоях питания.

Недорогие бесперебойники предназначенные для защиты не очень важных рабочих станций. Устройство передает входное напряжение непосредственно на нагрузку. Контролируется качество подачи напряжения и при сбоях питания переводится на питание от батареи через инвертор. Время переключения с внешнего питания на АКБ приблизительно 0.01 сек.

3.2. Линейно-интерактивный

ИБП данного вида обеспечивают питание через ступенчатый стабилизатор. Данный узел устройства корректирует напряжение на входе (повышенное и пониженное) и фильтрует помехи. При сбое питания включается батарея и через инвертор питает нагрузку. Время переключения с внешнего питания на АКБ приблизительно 0.01 сек.

3.3. ИБП двойного преобразования

4. Схема ИБП (электрическая)

Как работает ИПБ.

Блок схема данного резервного ИБП выглядит так:

При выходе напряжения за установленные пределы включается резервный режим. Питание от АКБ через инвертор поступает на нагрузку.

ИБП интерактивного типа имеют блок-схему следующего вида:

Здесь уже существует встроенный стабилизатор напряжения. Он существенно расширяет диапазон входного напряжения и только при пропадании напряжения начинает питать нагрузку от АКБ.

ИБП двойного преобразования выглядят так:

Он полностью отделяет нагрузку от входа осуществляя гальваническую развязку. Такая конструкция не позволит помехам, а главное коротким, высоковольтным импульсам, наведенным от реактивной нагрузки в электрической сети разрушать электронику нагрузки.

5. Правила подбора ИБП

ИБП подбираются по нескольким параметрам. Это:

Время работы;
Характеристики нагрузки;
По рекомендациям производителей;
По специальным формулам.

Бесперебойник должен дать пользователю время для корректного закрытия приложений открытых на его компьютере. Это время зависит от мощности потребляемой нагрузки, от вида нагрузки. Ведь в качестве нагрузки может быть не только бытовой компьютер, но и сервер, на котором хранятся очень важные данные, или газовый котел, электроника которого должна быть защищена, но не так критична по требованиям.

5.1. Как рассчитать время работы ИБП

На каждом ИБП имеется маркировка, сообщающая о параметрах устройства. Простой расчет возможен по мощности, которую обеспечивает бесперебойник и мощности потребителя. Мощность нагрузки (самое простое: можно увидеть мощность блока питания компьютера на маркировке) не должна быть выше мощности объявленной производителем источника бесперебойного питания. Тогда у Вас гарантировано будет время (приблизительно 15-20 минут) для корректного выключения компьютера.

5.2. Факторы, влияющие на время работы

Как уже было сказано это:

Потребляемая мощность и характер потребления;
Емкость батарей и их техническое состояние;
Сила тока зарядного устройства ИБП.

Нагрузка может иметь различный характер. Соответственно учитываются потери при передаче энергии от АКБ до нагрузки. Для этого используют различные коэффициенты. Для компьютера обычно выбирают коэффициент 0,85.

Аккумуляторы имеют емкость (измеряются в ампер-часах), и напряжение заряда. Со временем их емкость снижается. На скорость выхода из строя влияют:

Потребляемая мощность – должен быть запас по мощности;
Условия и частота включения – количество циклов заряда/разряда ограничены;
Глубина разряда – нельзя чтобы АКБ разряжалась до 0%;
Рабочая температура АКБ – при температуре выше 40 градусов батарея разряжается быстрее.

5.3. По рекомендации производителя

Как выбрать ИПБ

Производитель ИБП с большой точностью может прогнозировать время автономной работы так как перед началом выпуска в продажу тщательно тестирует свою продукцию. Поэтому на его рекомендации всегда можно опереться при подборе бесперебойника.

5.4. По формулам

Для расчета времени работы есть усредненный расчет времени автономной работы:

Емкость аккумулятора (Ампер-час) * напряжение аккумуляторов (вольт)/ постоянную нагрузку (Ватт)

То есть если емкость АКБ – 50 Ампер-часов, напряжение – 12 В, мощность нагрузки -600 Вт, то 50*12/600 = 1 час. Это и будет время автономной нагрузки.

Есть уточненная формула:

tибп = Uакб * Сакб * N * K * Кгр * Кде/ Рнагр

6. Дополнительные функции

Кроме основной функции ИБП – обеспечение питания аппаратуры электроэнергией при сбоях в подаче электроэнергии все источники бесперебойного питания имеют в своем составе фильтры ограничивающие импульсные помехи. Более серьезные еще регулируют напряжение на входе. Бесперебойник с двойным преобразованием обеспечивают гальваническую развязку входа и выхода надежно защищая от всяких «энергетических катаклизмов».

6.1. Синхронизация с ПК

В комплект поставки входит специальная программа, позволяющая подключить ИБП к компьютеру и контролировать ситуацию с электропитанием. Подключение производится через USB-, RS-232- или RJ-45 разъем.

6.2. Холодный старт

Это возможность включить компьютер с ИБП при отсутствии внешнего электропитания и последующей работы. Например, срочная отправка или прием почты.

6.3. Розетка

Выход ИБП может оборудован несколькими розетками различного типа.

Обычная евророзетка (CEE 7/4);
Компьютерная (IEC 320 C13 или IEC 320 C19);

7. Что лучше ИБП или стабилизатор

ИБП и стабилизатор, не смотря на свою похожесть выполняют разные функции.

7.1. Сравнительная характеристика

Стабилизатор работает постоянно и выравнивает напряжение на входе. На выходе выдается постоянный уровень напряжения, требуемый для устройства нагрузки. В случае аварии по питанию (на входе 0 напряжения) стабилизатор просто отключится.

ИБП также стабилизирует напряжение на выходе, но при отключении внешнего напряжения еще продолжает некоторое время поддерживать уровень напряжения питания нагрузки.

Насколько бы качественной и мощной ни была используемая электроника, без подключения к электросети она работать не сможет, поэтому на этот раз мы немного отойдем от сетевых технологий и расскажем о периферии, ценность которой особенно сильно ощущается исключительно в критической ситуации – об ИБП.

ИБП – что это такое?

Аббревиатура ИБП (в английском языке – UPS) расшифровывается как «источник бесперебойного питания», в народе он также известен как «бесперебойник».

Это отдельный электроприбор, имеющий собственный аккумулятор, который питает подключенную к нему технику в период отключения электроэнергии. Это главная, но далеко не единственная его функция. Например, все без исключения бесперебойники в той или иной степени выполняют функцию сетевого фильтра, то есть, обработку входящего электрического тока и приводят его под единый стандарт на выходных розетках. Проще говоря, бесперебойник может решить не только проблему отключения электричества, но и различных перепадов (например, скачков напряжения), которые могут вывести технику из строя.

Изначально подобные узлы изготавливались и использовались исключительно на важных объектах, к примеру, в больницах или вычислительных центрах, но сейчас существуют и компактные бытовые модели, которые можно использовать для обеспечения бесперебойной работы наиболее важных приборов в квартире, доме или офисе – компьютера, сервера, офисной АТС, котла отопления и других приборов.

Как работает бесперебойник?

С одной стороны, ответ на вопрос «что делает ИБП» мы уже дали выше. С другой – видов устройств существует несколько, и отличаются они не только внешним видом, но и принципом работы.

Всего существует 3 вида UPS:

Резервного типа (Standby) – самые простые модели. В обычном режиме просто фильтрует сетевые помехи, а при ухудшении входного сигнала автоматически переключает цепь на батарею, преобразуя постоянный ток в переменный с помощью простого инвертора, выдающего ступенчатую аппроксимацию синусоидного сигнала. Подходит для использования и защиты некритичных объектов, к примеру, бытового ПК.

Линейно-интерактивный (Line-Interactive) – не только фильтрует помехи, но и использует ступенчатый стабилизатор для коррекции напряжения, например, если оно превышает стандартные 220В. Эти модели дополнительно делятся на 2 типа в зависимости от типа установленного инвертора и выходного сигнала:

Со ступенчатой аппроксимацией синусоиды – могут использоваться исключительно для подключения техники с импульсными БП.
С синусоидой на выходе – универсальны.

Сфера использования подобных моделей достаточно широка и включает, к примеру, их установку для работы с серверами, рабочими станциями, офисной техникой, сетевым оборудованием или мини-АТС.

Модели этого вида могут использоваться с любым, в том числе критически важным оборудованием. В этом случае из отдельных бесперебойников даже собираются целые параллельные системы, в которых прекращение работы одного узла не приводит к отключению всей системы.

К слову, принципиальная схема – не единственное, чем отличаются ИБП. Существует целый список базовых характеристик, по которым также есть различия между отдельными моделями.

Основные характеристики

К числу базовых характеристик относится:

Выходная мощность (в Вольт-амперах или Ваттах) – показывает, с какой максимальной суммарной нагрузкой может работать бесперебойник.
Время переключения на АКБ (в миллисекундах) – если время переключения слишком велико, подключенное оборудование может отключиться или перезагрузиться во время перехода на питание от батареи. В ряде случаев это недопустимо.
Время автономной работы – средняя величина, напрямую зависящая от емкости батареи и нагрузки.
Диапазон входного напряжения, при котором устройство может стабилизировать его (измеряется в Вольтах).
Ресурс аккумулятора (измеряется в годах).
Форм-фактор UPS: отдельный, в стойку, универсальный.
Установка АКБ: внутри корпуса или снаружи.

Лучшие UPS

Напоследок попробуем определить, какие ИБП лучшие на современном рынке. Если говорить в целом, то лучшим источником бесперебойного питания являются модели с двойным преобразованием, поскольку именно они обеспечивают наилучшее «качество» электрического тока на выходе и самое быстрое переключение на АКБ. Однако для бытового использования их возможности будут попросту излишни, а цена чрезвычайно высока, поэтому подбирать UPS следует из характеристик и выделенного на него бюджета.

И еще один хороший показатель качества – производитель. Сейчас существует целый ряд компаний, производящих источники бесперебойного питания и развивающих исключительно (или в большей степени) это направление, и именно их продукция считается лучшей и самой надежной на рынке. Числу подобных компаний можно отнести:

Неполадками в питающей сети считаются:

авария сетевого напряжения (напряжение в питающей сети полностью пропало);
высоковольтные импульсные помехи (резкое увеличение напряжения до 6 кВ продолжительностью от 10 до 100 мс);
долговременные и кратковременные подсадки и всплески напряжения;
высокочастотный шум (высокочастотные помехи, передаваемые по электросети);
побег частоты (отклонение частоты более чем на 3 Гц).

Важными показателями, обуславливающими выбор схемы построения ИБП, являются время переключения нагрузки на питание от аккумуляторных батарей и время работы от аккумуляторной батареи.

Ноутбукам и прочим устройствам, имеющим встроенную аккумуляторную батарею, ИБП не нужен — аккумулятор со встроенными схемами переключения сам является таковым.

Содержание

Схемы построения ИБП

Существует три схемы построения ИБП:

Резервная

Итог: Чаще всего ИБП, построенные по такой схеме, используется для питания персональных компьютеров или рабочих станций локальных сетей начального уровня, для которых не критично своевременное отключение в случае неполадки в сети. Практически все недорогие маломощные ИБП, предлагаемые на отечественном рынке, построены по данной схеме.

Интерактивная

Инверторы некоторых моделей линейно-интерактивных ИБП выдают напряжение как прямоугольной или трапецеидальной формы, как у предыдущего варианта, так и синусоидальной формы. Время переключения меньше, чем в предыдущем варианте так как осуществляется синхронизация инвертора с входным напряжением. КПД ниже, чем у резервных.

Двойное преобразование

Характеристики ИБП

выходная мощность, измеряемая в вольт-амперах (VA) или ваттах (W);
выходное напряжение, (измеряется в вольтах, V);
время переключения, то есть время перехода ИБП на питание от аккумуляторов (измеряется в миллисекундах, ms);
время автономной работы, определяется ёмкостью батарей и мощностью подключённого к ИБП оборудования (измеряется в минутах, мин.), у большинства офисных ИБП оно равняется 4-15 минутам;
ширина диапазона входного (сетевого) напряжения, при котором ИБП в состоянии стабилизировать питание без перехода на аккумуляторные батареи (измеряется в вольтах, V);
срок службы аккумуляторных батарей (измеряется годами, обычно свинцовые аккумуляторные батареи значительно теряют свою ёмкость уже через 3 года).

Составные части ИБП

Реализация основной функции достигается работой устройства от аккумуляторов, установленных в корпусе ИБП, под управлением электрической схемы, поэтому в состав любого ИБП, кроме схемы управления, входит зарядное устройство, которое обеспечивает зарядку аккумуляторных батарей при наличии напряжения в сети, обеспечивая тем самым постоянную готовность к работе ИБП в автономном режиме. Для увеличения автономного режима работы, можно оснастить ИБП дополнительной (внешней) батареей.

Схема инвертора 12 Вольт постоянного в 230 Вольт переменного напряжения

Гальваническую развязку между входом и выходом, осуществляет установленный во входной цепи ИБП (между электросетью и выпрямителем) входной изолирующий трансформатор. Соответственно, в выходной цепи ИБП между преобразователем и нагрузкой размещён выходной изолирующий трансформатор, который обеспечивает гальваническую развязку между входом со схемы ИБП и выходом на подключенную нагрузку.

Международная классификация ИБП

Стандартом IEC 62040-3 введена следующая классификация ИБП:

Пример обозначения типа ИБП: VFI SS 111

Вендоры

В 2007 году компания MGE была приобретена двумя другими участниками рынка: подразделение MGE, занимающееся трехфазными ИБП большой мощности было приобретено компанией Schneider Electric (которая владеет APC), а однофазный бизнес был приобретён компанией Eaton (оборудование под маркой Powerware)

ИБП производства General Electric также известны по предыдущему производителю как Victron или IMV (Invertomatic Victron).

Читайте также: