Инвертор ибп что это
Обновлено: 07.07.2024
Главное меню » Компьютеры » Периферия » В чем разница между инвертором и ИБП
(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Что такое инвертор?
Рисунок 1: Инверторы для солнечной энергетической системы
Что такое ИБП?
Рисунок 2: Стандартные детали базовой системы ИБП
ИБП против инвертора: краткое изложение основных различий
После краткого ознакомления с инвертором и ИБП, приведенным выше, вы можете получить базовые знания о концепциях инвертора и ИБП. Следующая таблица поможет вам лучше понять их различия с учетом различных факторов.
Читать Ядра против потоков - в чем основные различияИз сравнительной таблицы видно, что у инверторов есть серьезные недостатки с точки зрения длительного времени переключения и отсутствия защиты нагрузки. Хотя инвертор также может использоваться в качестве резервного источника питания в сочетании с системой хранения энергии, он не может реализовать плавный переход, как это делает ИБП. Хотя из-за более сложной схемы и дополнительных компонентов и функций ИБП обычно дороже инвертора.
Что выбрать: ИБП или инвертор?
Что мне выбрать для дома/бизнеса: ИБП или инвертор?
Нужен ли мне ИБП, если у меня дома уже есть инвертор?
В процессе изучения темы у вас непременно возникнет вопрос: какое решение – на базе инвертора* или ИБП On-line выбрать? Мы постараемся внести ясность в этот вопрос и упростить ваш выбор. Итак, ниже сравнительный анализ.
Раунд I. Качество выходного сигнала
ИБП On-line типа благодаря двойному преобразованию при любом сигнале на входе выдает на выходе идеальную синусоиду, которая сохраняется не зависимо от степени загрузки ИБП. К форме сигнала чувствительна индуктивная нагрузка и сложная электроника (насосы и другие электродвигатели, hi-end аппаратура и т.п.).
Инвертор, если у вас есть напряжение, будет его транслировать на потребителей не исправляя входящий сигнал. В режиме работы от АКБ инвертор допускает существенно более широкий диапазон отклонений (КНИ) по форме синусоиды.
Счет 1:0 в пользу On-line.
Синусоида после On-line ИБП
Раунд II. Стабилизация напряжения
Счет 2:0 в пользу On-line.
Раунд III. Работа с аккумуляторами
1) Количество АКБ, подключаемое к ИБП определяется его мощностью:
- до 800 Вт: 2-3 шт.
- 1800 Вт: 4 шт
- 2700 Вт: 6-8 шт
- от 5400 Вт до : 12-16 шт.
К моделям с трехфазным входом и выходом может подключаться от 32 АКБ и более.
А что же с инверторами?
- При мощности 1-3 кВт: 2 или 4шт.
- От 3-х кВт мы рекомендуем минимум 4 аккумулятора.
Таким образом, в этом вопросе инверторы имеют преимущества, так как требуемой автономии можно добиться при помощи аккумуляторов большой ёмкости, т.е., например, совокупную емкость в 800Ач можно сформировать при помощи . Более того, обычной практикой является параллельно-последовательное подключение АКБ для увеличения времени автономии, т.е. при такой схеме можно подключить 4, 8, 12, 16 аккумуляторов.
2) Зарядный ток
Сила тока зарядного устройства определяет на сколько быстро смогут зарядиться АКБ при восстановлении питания. Как правило, классическое время заряда AGM и GEL аккумуляторов составляет 10 часов. Инверторы имеют высокие токи, что позволяет корректно и быстро зарядить даже большие аккумуляторные банки. Мощность зарядного устройства ИБП как правило меньше и время на заряд аккумуляторов большой емкости может уйти более 10 часов.
16 АКБ на стеллажах для ИБП On-line
Раунд IV. Долговечность аккумуляторов
Как показывает практика, аккумуляторы дольше живут при использовании с ИБП On-line типа, которые имеют многоступенчатый интеллектуальный режим заряда.
Раунд V. Время переключения на АКБ
ИБП on-line типа переключаются на АКБ моментально, т.е.за 0 сек. Ни потребители, ни вы не заметите, что пропало центральное питание. Только писк ИБП вам сообщит о проблемах с электроснабжением. Это свойство делает ИБП незаменимым для оборудования, которое очень критично к качеству и стабильности питания.
Раунд VI. Работа с генератором и солнечными батареями
ИБП весьма требовательны к качеству питания, при отклонениях входящей частоты от 50Гц на 2-4% они могут воспринять как аварийную ситуацию и уйти в режим питания нагрузки от АКБ. Ввиду этого, ИБП корректно работают только с качественными генераторами, оснащенными электронным управлением частотой. Инверторы существенно менее требовательны и дружат даже с самыми бюджетными генераторами.
Автоматизация генераторов в связке с инверторами имеет широкую практику: при разряде АКБ близким к критичному инвертор может послать сигнал на запуск генератора и остановить его, когда аккумуляторы зарядились до установленного уровня. Такая схема удобная при автономной работе или при очень длительных отключения электроэнергии. Автоматизация ИБП и генераторов возможна, но существенно сложнее и дороже.
ИБП не умеют работать с солнечными панелями, а инверторы умеют и имеют массу возможностей для этого.
Счет 4:2, плюс очко инверторам.
Блок автоматизации генератора
Раунд VII. Эксплуатация и уровень шума
В силу постоянного двойного преобразования ИБП нуждается в охлаждении, следовательно, присутствует постоянный шум от вентиляторов, в следствии чего источник следует устанавливать в нежилом помещении. Инверторы включают вентиляторы к нагрузкам близким к максимальной, а также при заряде аккумуляторов на максимальном токе. Также инверторы менее требовательны к температуре и уровню загрязненности помещения. Существуют модели для эксплуатации в условиях тряски и высокой влажности.
Раунд VIII. Способность к перегрузкам
Инверторы, как правило, имеют двукратную способность к перегрузкам в течение 5-10сек от своей номинальной мощности и спокойно переносят пусковые токи индуктивной нагрузки.
Раунд IX. Надежность
Наш опыт показывает, что уровень надежности ИБП и инвертора приблизительно одинаковый, если сравнивать модели одного ценового сегмента. Тут ничья.
Инвертор МАП Энергия и Delta DTM 12 200l
Раунд X. Стоимость
Стоимость решения на базе инверторов и ИБП могут сильно разниться в зависимости от мощности и времени автономии: может быть выгоднее ИБП, а может инвертор.
Окончательный счёт: 4:4
Какой вывод можно сделать? Решение о выборе между ИБП и инвертором должно быть сделано исходя из важности определенных характеристик именно в вашей ситуации. Также, не лишним будет сопоставить стоимости и время автономии систем. Будем надеяться, что мы помогли вам с выбором.
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.
Инверторные источники бесперебойного питания уже давно по праву завоевали собственное прочное место среди способов один раз и навечно устранить соответствующие недостатки. Прибор инверторного источника питания функционирует на основе трансформации постоянного напряжения зарядного устройства в переменное электричество сетевого напряжения (110 Вольт или 220 Вольт) с частотой пятьдесят или шестьдесят Герц (на характеристики влияют определенные условия и цели).
Вместе с тем, представляя собой неразрывную составляющую подобного прибора, зарядное устройство применяется только в том случае, если нет обыкновенной подачи электрической энергии. Когда отключения не случилось, зарядное устройство источника бесперебойного питания сохраняется в соответствующем виде до тех пор, пока не случится непредвиденное выключение электричества.
Конструкция и принципы работы ИБП
Основа функционирования ИБП следующая: при получении энергии от электросети, зарядное устройство внутри конструкции сохраняется в соответствующем виде, находясь в режиме постоянного подключения к источнику постоянного тока. При этом он присоединен к системе зарядки выходного устройства превращения постоянного тока в переменный.
Поступающее напряжение от электросети (как вариант, 220 В), трансформируется в небольшое постоянное напряжение (соответственно две дюжины Вольт). После этого присоединяется зарядное устройство, находящееся в буферном режиме.
Затем по схеме движется сам инвертор. Он увеличивает маленькое напряжение зарядного устройства до двухсот двадцати Вольт, а после превращает его в переменное напряжение с помощью транзисторного каскада.
В некоторых случаях существует специальный режим «байпас». Суть его заключается в том, что зарядка выходного каскада прибора производится через пропущенное через фильтр и выпрямленное напряжение электросети. Зарядное устройство при этом не применяется вовсе. Вместе с тем в случае надобности переход на зарядку от аккумулятора совершается очень быстро, посредством системы перехода в интерактивном режиме.
Типы ИБП
Работа, при которой зарядное устройство постоянно присоединено к цепи подзарядки выходного устройства и переход не требуется, получила название режим двойного превращения. На сегодняшний день он считается наиболее эффективным.
Необходимо различать его с работой ИБП в режиме резерва. Он заключается в том, что при имеющемся напряжении в электросети, подзарядка осуществляется непосредственно от нее. Однако такой вид работы крайне сомнителен за счет медленного перехода на подпитку от зарядного устройства. Режим двойной трансформации и функция «bypass» создают дополнительную гарантию эффективности, а также ускоряют и переводят на запас.
Несмотря на это, повсеместно встречающиеся дешевые ИБП для персональных компьютеров практически всегда функционируют по второму из указанных режимов работы, а первый режим применяется в дорогостоящем и сильном оборудовании.
Большое значение в технологии ИБП имеет обустройство налаживания стабильной работы и охраны от неполадок при функционировании инвертора от обыкновенной домашней электросети. Безусловно, здесь есть взаимосвязь стоимости и эффективности. Источники бесперебойного питания с самыми хорошими интегрированными в конструкцию стабилизаторами имеют на порядок большую стоимость, чем обыкновенные решения.
Плюсы и минусы функционирования ИБП с режимом двойного превращения и режимом запаса
Среди преимуществ ИБП, работающих в первом режиме можно назвать очень быстрое переключение на подпитку от зарядного устройства (последнее почти всегда находится в схеме), синусоидальный вид конечного сигнала, а также способность настроить условия выхода за счет грамотно продуманного интегрированного стабилизирующего устройства.
Среди минусов можно назвать наличие двух обстоятельств: недостаточно высокий коэффициент полезного действия (лишь в пределах от 80% до 95%), а также регулярный громкий звук от включенного вентилятора. Вместе с тем исключительно источники бесперебойного питания с двойным превращением могут очень эффективно подпитывать каждую нагрузку, в т.ч. двигателей, темп вращения ротора которых меньше темпа вращения магнитного поля статора при прохождении в обмотках трехфазного тока, а также иных конструкциях, где принципиальное значение имеет форма тока. Это объясняется тем, что схемы с двойным превращением производят чистый синус.
Среди преимуществ ИБП с резервным режимом функционирования можно отметить дешевизну; большое распространение и крупный показатель коэффициента полезного действия благодаря регулярному заряду от электросети, где есть обычное напряжение.
Минусы – медленный переход на зарядку от зарядного устройства, а также несинусоидальный вид конечного сигнала. ИБП в подобном режиме работы повсеместно используется для запасного заряда персональных компьютеров и домашней электротехники, в которой есть интегрированный преобразователь импульсных сигналов. Последний первоначально делает прямым поступающее напряжение, а затем превращает его в необходимый для функционирования приборов вид.
На видео: ИБП с режимом двойного преобразования
Читайте также: