Ибп для компьютера принцип работы – Устройство ИБП и принцип его работы. Как работает ИБП?

Содержание

Устройство ИБП и принцип его работы. Как работает ИБП?

Источник бесперебойного питания - компонент системы питания, который располагают между нагрузкой и питающей сетью. Главная функция ИБП состоит в обеспечении бесперебойного питания. Как устроен бесперебойник? Упрощённая схема ИБП включает аккумуляторные батареи и специальные элементы ИБП, компенсирующие возмущения в магистральной сети, а именно инвертор, выпрямитель, фильтр и в некоторых случаях байпас. На сегодняшний день бесперебойники разделяют на три группы. У каждой из групп принцип работы ИБП имеет свои особенности.

Ключевым компонентом ИБП являются аккумуляторные батареи. Именно АКБ определяют сколько работает ИБП при отключении питания в сети. Как правило, в ИБП используются свинцово-кислотные аккумуляторы, имеющие следующие параметры: напряжение 12В и ёмкость 7Ач или 9Ач. АКБ относятся к типу герметичных и не обслуживаемых. В самых простых ИБП используется 1 аккумулятор, а в мощных бесперебойниках их количество может быть во много раз больше.

Резервные ИБП

Так называемые резервные ИБП являются самыми простыми и доступными. Принцип работы бесперебойника данного типа крайне прост: электропитание нагрузки осуществляется через сеть, если там имеется напряжение, в противном случае происходит переключение питания от АКБ. Зарядка АКБ осуществляется вовремя работы ИБП. Согласно статистике, эффективность таких ИБП при сбоях питания составляет 55-60%.

В большинстве случаев рассказать о том, как работает ИБП для компьютера, можно сославшись на принцип работы оффлайн ИБП. Большинство домашних бесперебойников для компьютера выполнены по данной технологии. Уровень защиты, который они могут обеспечить является самым низким из всех существующих бесперебойников. Фильтрация сигнала осуществляется лишь частично. Зачастую такого уровня защиты для домашней техники вполне достаточно, так как качество питания в таких сетях несколько выше, чем в промышленных.

Резервные ИБП прекрасно работают в паре с компьютером, но при этом они абсолютно не совместимы для работы в паре с насосами, котлами отопления и другой подобной техникой, так как работа ИБП резервного типа не обеспечивает синусоидальную форму напряжения. Для компьютеров это не критично, так как в них используются коммутируемые источники питания. Этот факт позволяет таким устройствам выдержать небольшой провал питания за счёт наличия некоторого количества энергии в собственных конденсаторах. Время переключения офлайн с сети на АКБ колеблется от 2 до 15 миллисекунд. Схема работы ИБП включает в себя инвертор, который превращает постоянный ток АКБ в переменный. Следует заметить, что такие ИБП, как правило, являются маломощными.

Линейно-интерактивные ИБП

Устройство и работа источников бесперебойного питания интерактивного типа практически идентичен резервным ИБП. Исключением является способность стабилизации напряжения, которое осуществляется с помощью коммутирующего устройства. Преимущество стабилизации заключается в отсутствии необходимости на переключение питания при существенных отклонениях напряжения. Отклонения входного напряжения может достигать порядка 20% от нормального значения. Выходное напряжение бесперебойника при этом практически не колеблется. Эффективность защиты линейно-интерактивных ИБП составляет 85%.

В сравнении с резервными ИБП они обеспечивают более высокий уровень защиты, но уступают онлайн ИБП. Работа бесперебойника линейно-интерактивно типа может быть разделена на две группы. Устройства, относящие к первой группе, дают на выходе аппроксимированную синусоиду, то есть ступенчатую. Вторая группа выдаёт «чистую» синусоиду без каких-либо искажений. Последние в некоторых случаях могут стать заменой онлайн ИБП. Наличие чистой синусоиды на выходе позволяет применять их для защиты электродвигателей и котлов отопления.

Онлайн ИБП

Самые надёжные и высокотехнологичные ИБП относятся к типу онлайн. В них реализована технология двойного преобразования – самая прогрессивная из всех существующих. Степень защиты обеспечиваемый такими устройствами стремится к 100% независимо от того какие режимы работы ИБП активны: от сети или АКБ.

Как работает ИБП с онлайн топологией? На самом деле принцип работы вложен в само название. Ток на входе преобразуется на выпрямителе в постоянный, после чего инвертор преобразует его снова в переменный. Переменный ток на выходе обладает идеальными параметрами как по форме напряжения, так и по его значению. ИБП содержит в себе резервную линию - байпас, по которой осуществляется питание в случае неисправности какого-либо из узлов источника бесперебойного питания.

Принято говорить, что время переключения на АКБ равно нулю, но на самом деле аккумуляторные батареи всегда подключены к цепи. Поэтому данные ИБП и называются онлайн. Такое устройство бесперебойника позволяет защитить нагрузку от любых видов возмущений, которые могут встречаться в магистральной сети.

Применяются такие ИБП для защиты критической и очень чувствительной нагрузки. Все мощные ИБП выполняются по данной технологии. Несмотря на высокую мощность применяются дополнительные решения, которые позволяют увеличить автономность. Чаще всего конструкция позволяет ИБП - как пользоваться в связке с генератором, так и с внешними АКБ.

Однако, двойное преобразование имеет и свои недостатки. Устройство ИБП является довольно сложным, что влияет на его стоимость не лучшим образом. Наличие двойного преобразования понижает КПД, но на современных ИБП он довольно высокий. Реализованы специальные технологии энергосбережения, позволяющие довести коэффициент полезного действия до максимальных значений. Кроме того, процесс двойного преобразования сопровождается тепловыделением и шумами. Стоит признать, что удельный вес всех этих минусов является несравнимо малым в сравнении со всеми достоинствами, а в главную очередь с уровнем защиты.

eaton-enkom.ru

Что такое UPS и как он устроен

Приветствую, уважаемые читатели!

А вы пользуетесь источником бесперебойного напряжения? Считаете, что вполне можете обойтись без него? Вы в этом точно уверены?

Зачем нужен UPS?

Источник бесперебойного питания (ИБП или UPS — Uninterruptible Power Supplies) предназначен для снабжения компьютера электроэнергией в случае пропадания напряжения в электрической сети.

Внезапное отключение напряжения чревато потерей данных и физической порчей оборудования.

В электрической сети всегда есть помехи и всплески напряжения, которые возникают при коммутации мощных потребителей.

Если нагрузка по конкретной электрической линии велика, напряжение на нагрузке снижается ниже нормы. Источник бесперебойного питания и нужен для того, чтобы питать компьютеры (и другую нагрузку) «чистым» напряжением.

В случае пропадания напряжения источник начинает работать от аккумуляторной батареи, вырабатывая переменное напряжение 220 В для компьютера.

Как устроен ИБП?

Постоянное напряжение аккумуляторной батареи (обычно 12 В или 24 В, если батареи включены последовательно) превращается в переменное 220 В с помощью специального устройства – встроенного инвертора. Если напряжения в сети исчезает, работа источника бесперебойного питания обычно сопровождается световой и звуковой индикацией для привлечения внимания пользователя.

В зависимости от емкости аккумуляторной батареи и мощности нагрузки, ИБП обеспечивает переменное напряжение на своих выходах в течение обычно 5 — 20 мин (кроме особых случаев). Этого времени хватает для того, чтобы закрыть все приложения (работающие программы) и выключить компьютер.

Все источники делятся на три большие группы:

  • пассивные (passive stand-by),
  • линейно-интерактивные (line interactive),
  • с двойным преобразованием (double conversion).

Пассивный ИБП

Фильтр защищает выход устройства и его электронику от выбросов напряжения, которые нередко бывают в электрической сети.

Переменное напряжение сети выпрямляется выпрямителем и (через зарядное устройство, которое на схеме не изображено) подзаряжает аккумулятор.

В обычном режиме, когда уровень напряжения в сети не выходит за пределы нормы, отфильтрованное сетевое напряжение проходит через ключ на выходные разъемы ИБП и питает нагрузку. Как только оно выходит за пределы или исчезает, начинает работать инвертор. Он превращает постоянное напряжение от аккумулятора в переменное с необходимой амплитудой, которое через ключ поступает на нагрузку.

При этом аккумулятор может отдавать достаточно большой ток, так как нагрузка – например, компьютер с монитором – может потреблять мощность 200 Вт и более. Как только входное сетевое напряжение вошло в пределы нормы, контроллер отключает инвертор и подает на выходы ИБП отфильтрованное сетевое напряжение.

Если же оно длительно отсутствует, контроллер отключает устройство, предохраняя аккумулятор от глубокого разряда.

Линейно-интерактивный ИБП

Линейно-интерактивные источники отличаются от пассивных, в частности, тем, что имеют в своем составе

автотрансформатор.

Это позволяет работать в более широком диапазоне входного сетевого напряжения без перехода на аккумуляторы. Автотрансформатор отличается от обычного трансформатора тем, что содержит не две (или более) гальванически изолированные обмотки, а, по сути одну обмотку с отводами.

Если входное сетевое напряжение длительное время снижено, контроллер, коммутируя посредством ключей обмотки автотрансформатора, повышает уровень напряжения на выходных разъемах ИБП. Если же напряжение длительное время повышено (в известных, разумеется, пределах) контроллер, коммутируя обмотки, понижает его уровень на выходных разъемах. Эта технология получила название AVR (Automatic Voltage Regulation).

Генерируемое инвертором сигнал может иметь вид аппроксимированной (ступенчатой) синусоиды или вид почти прямоугольных импульсов.

Последнее не так плохо, как этого можно было бы ожидать.

Большинство современных блоков питания, в том числе и компьютерные, — импульсные, в них сетевое напряжение все равно сначала выпрямляется.

ИБП с двойным преобразованием

Наиболее совершенные источники – с двойным преобразованием, которые используются в наиболее ответственных случаях (для питания серверов и оборудования, чувствительного к параметрам сетевого напряжения). В источниках бесперебойного питания первых двух типов частота сетевого напряжения на выходе (в тех случаях, когда не работает инвертор) всегда равна частоте сети. Нет никакой возможности на нее повлиять.

В ИБП с двойным преобразованием инвертор работает всегда – независимо от того, есть в сети напряжение или нет. Если оно в сети есть, оно выпрямляется, подзаряжает через зарядное устройство аккумулятор и поступает на инвертор, управляемый контроллером устройства. Инвертор вырабатывает чистую, «синтетическую», синусоиду стабильного напряжения – без помех и выбросов.

Частота ее может отличаться от частоты входного напряжения и определяется исключительно контроллером (точнее, предварительными настройками).  Когда напряжение в сети исчезает или выходит за пределы нормы, инвертор переключается на работу от аккумулятора, поддерживая тот же высококачественный сигнал на выходных разъемах.

При этом переключение происходит быстрее, чем в первых двух видах источников. ИБП с двойным преобразованием имеет байпас (bypass, обходную линию), который позволяет питать нагрузку напрямую от электрической сети. Это сделано для того, чтобы подача напряжения на нагрузку не прерывалась при перегрузке или выходе из строя инвертора (который всегда работает).

Если возникают проблемы с инвертором, контроллер переключает ключ, и отфильтрованное сетевое напряжение в нагрузку поступает через байпас.

В заключение отметим, что для удобства работы разработано  специализированное программное обеспечение, которое позволяет, в частности, проследить, как менялось входное сетевое напряжение во время работы.

Обязательно посмотрите сюда:

Книга «Ремонтируем UPS самостоятельно».

С вами был Виктор Геронда.

До встречи на блоге!


vsbot.ru

Как работает источник бесперебойного питания

Источник бесперебойного питания (ИБП или UPS) представляет собой устройство, которое позволяет компьютеру автономно работать за счет поддержания постоянного напряжения в течение некоторого времени после отключения электропитания или скачка напряжения в сети. Использование ИБП даст возможность сохранить данные. Кроме того, запас времени нужен, чтобы правильно выключить компьютер и избежать его поломки.

Источник бесперебойного питания работает от собственного аккумулятора – батареи, вырабатывающей напряжение 220 вольт. Именно на такое напряжение рассчитаны современные компьютеры и бытовые приборы. Не стоит экономить на таком устройстве, как UPS. Обеспечение надежной защиты вашего компьютера позволит избежать проблем при скачках напряжения. Гораздо лучше купить источник бесперебойного питания, чем потом покупать новую бытовую технику за гораздо большие деньги.

Как обеспечить бесперебойное питание для персональных компьютеров

Если вы приобретаете бесперебойник, то предусмотрите несколько входов для электрических штепселей. К ИБП имеет смысл подключить не только процессор, но все остальные комплектующие персонального компьютера (монитор, принтер). Данная система подключения обеспечит надежную и бесперебойную работу всех комплектующих.

Для автономной работы персонального компьютера выделены такие виды UPS:

  • наружные
  • вмонтированные в устройство

Вмонтированные UPS можно встретить в любом мобильном девайсе – от смартфона до ноутбука. Встроенные в устройство UPS предполагают автономную бесперебойную защиту оборудования при скачках напряжения за счет переключения нагрузок. Если для работы вы постоянно используете различные гаджеты, то вам не нужно искать дополнительные устройства обеспечения бесперебойного питания. Встроенные системы позволят вам обеспечить надежную защиту ваших устройств.

Типы источников бесперебойного питания

По принятому стандарту IES (Международной электротехнической комиссии) все UPSподразделяются на 3 класса:

  • line-interactive
  • passive standby
  • double conversion

Устройства для обеспечения бесперебойного питания с двойным преобразованием или UPSdoubleconversion

Для обеспечения работы серверных станций и сетевого серверного оборудования используются более мощные источники бесперебойного питания. В основу их работы положено двойное преобразование сетевого напряжения. Инверторное преобразование здесь также идет в виде синусоидального напряжения. Независимо от разницы частот, ИБП с двойным преобразованием не пропускает помехи и не возвращает выбросы обратно через сетевой фильтр. Нагрузка питается напрямую через электросеть. Для этого в работу подключена специальная обходная линия байпас. Это дает существенный плюс при автономной работе, так как поддержание напряжения остается на нужном уровне даже при выходе из строя инвертора.

Линейно-интерактивные источники питания или line-interactive

ИБП данного типа выполняют стабилизацию напряжения аналогично passivestandby. В основу работы линейно-интерактивного UPS в данном случае положен трансформатор со ступенчатым стабилизатором.

Наиболее часто встречающаяся проблема электросетей в России – скачки напряжения. Устройство Line-interactiveUPS обеспечивает нормальное питание в данной ситуации, не переходя в режим автономной работы. Существенным недостатком линейно-интерактивного UPS считается малое время перехода с обычного на аккумуляторное питание (около четырех мс)

Преимущество Line-interactiveUPS состоит в довольно низкой стоимости и удобстве использования для защиты компьютеров.

Устройства line-interactiveUPS с аппроксимированной синусоидой приобретают для персональных компьютеров, где в качестве источников питания используются импульсы. Данный вид ИБП наиболее распространен.

Устройства с синусоидальным напряжением используется для более мощных электрических приборов.

Сколько работает ИБП в автономном режиме

При выборе бесперебойника важным аспектом является время автономной работы. Идеальным считается время около пяти минут. Обычному пользователю вполне хватит этого времени для того, чтобы сохранить документы и выключить компьютер.

Существуют UPS-устройства, которые способны поддерживать время работы до двадцати минут. Такие приборы уместно использовать для офисной работы или локальной сети компьютеров.

Сколько будет автономно работать тот или иной ИБП, будет зависеть от уровня емкости батареи. Эти данные легко можно найти в паспорте UPS.  Там же указана мощность ИБП. Более или равно 1 КВ – время работы составит около пяти минут. Выбирая нужную мощность, вы сможете обеспечить себя необходимым количеством времени для завершения работы.

Одним из решений для увеличения времени работы аккумулятора UPS является установка новой автономной батареи ли аккумулятора. Этот вариант довольно не безопасен, так как вы можете попросту вывести из строя родную батарею ИБП. Но если ваш UPS имеет для дополнительных устройств специальные слоты, то этот метод сработает с гарантией на 100%. Но при подключении обязательно посмотрите, какова схема питания вашего системного блока.

Как выбрать источник бесперебойного питания

Источник бесперебойного питания устанавливается:

  • на одно рабочее место
  • для офиса
  • для серверной станции

При выборе источника бесперебойного питания (ИБП) вам необходимо учитывать, сколько времени вам необходимо для корректного отключения вашего персонального компьютера. Если вы предполагаете установить UPS только на одно рабочее место, то отдайте предпочтение линейно-интерактивным источникам питания. В данной ситуации вы будете обеспечены достаточным временем для завершения работы и убережете свой компьютер от возникновения поломок.

Если вы выбираете бесперебойный источник питания для обеспечения постоянного напряжения в офисе или для серверной станции, отдайте предпочтение ИБП doubleconversion. Данные источники питания смогут обеспечить довольно длительное время автономной работы. Даже при выходе из строя инвертора, такой ИБП будет продолжать работать и даст возможность не потерять важные данные.

При выборе бесперебойного источника питания внимательно изучайте паспорт устройства, выбирайте нужный уровень мощности в зависимости от того, сколько нужно времени для автономной работы. Не пытайтесь установить дополнительные аккумуляторные батареи, если UPS не предназначен для этого.

При выборе UPS лучше всего положиться на мнение специалистов, услуги которых можно заказать легко и быстро на сайте youdo.com. Заказ можно оформить оперативно, а услуги исполнителей стоят недорого.

remont.youdo.com

Типы ИБП: принцип работы и отличия

Компания «Cистемотехника» занимается производством и продажей энергетического оборудования.

Оказываем комплексные услуги по поставке, монтажу и обслуживанию систем бесперебойного электроснабжения по оптимальным ценам в Москве.

По принципу работы все ИБП принято делить на 3 вида:

ИБП Line Interactive

Основой данного типа источников бесперебойного питания является специальная линейно-интерактивная технология. Отличительной особенностью, которая позволяет добиваться большей эффективности в сравнении с off-line источниками, является присутствие трансформатора, который обеспечивает стабильное выходное напряжение даже при довольно сильно различающихся величинах входящего напряжения. То есть этот тип ИБП позволяет справляться с гораздо более сильными перепадами напряжения в сети, чем это могут сделать обычные офф-лайн источники.

Интерактивные источники способны защитить электрооборудование от кратковременного исчезновения или скачка, перепада или просадки напряжения. Данные устройства не способны контролировать форму напряжения и эффективно фильтровать помехи и выбросы. Таким образом, все помехи, которые могут быть созданы нагрузками, просто выйдут обратно в электросеть.

Вывод: Линейно-интерактивные источники бесперебойного питания отлично справляются с поддержкой электрооборудования, для которого важна величина входящего напряжения, но при этом не важны спектральные параметры. В связи с этим такие источники нашли свое широкое распространение в защите сетевого оборудования (маршрутизаторы, коммутаторы и прочие устройства).

Для наглядности, вы можете посмотреть нашу продукцию из раздела линейных интерактивных ИБП >>>

ИБП Online

Устройство и рабочий процесс данного вида существенно отличается от такового в двух предыдущих вариантах. Он-лайн системы используют двойное преобразование напряжения. Это позволяет выпрямить поступающее переменное напряжение и преобразовать его в постоянный ток. Затем этим напряжением питается батарея, после чего инвертор снова изменяет ток на переменный и выводит его для питания устройств. Отличительной особенностью является то, что батарея постоянно включена в сеть, а это позволяет мгновенно (без какой-либо задержки) нивелировать любые скачки напряжения.

Постоянный ток лишен недостатков, которые могут быть связаны с частотой, фазой или шумом и которые присущи переменному току. Ток поступает с жестко лимитированными параметрами, а затем преобразовывается в ток со строго заданными рамками формы, частоты и фазы.

Вывод: On-line ИБП весьма дорогостоящие, поэтому они используются только для обеспечения безопасной работы техники, которая очень требовательна. Примерами такого оборудования могут быть современные сверхпроизводительные сервера. Нарушения в их работе порой чреваты убытками в десятки тысяч долларов или угрозой сохранности важных коммерческих данных. Поэтому их высокая стоимость сполна оправдывает себя, а использование онлайн-источника бесперебойного питания позволит максимально обезопасить крупные бизнес проекты от непредвиденных сбоев.

Для наглядности, вы можете посмотреть нашу продукцию из раздела онлайн ИБП >>>

ИБП Offline

Работа источника бесперебойного питания офф-лайн типа имеет довольно несложный алгоритм и структуру. Основными элементами данного вида источника являются: автоматический переключатель, автономный источник энергоснабжения (батарея) и выходы для внешнего питания. В обычном режиме положительный заряд батареи поддерживается зарядкой через внешние источники.

В обычных случаях переключатель позволяет использовать электроэнергию с внешних источников, но даже при кратковременном скачке или исчезновении питания он производит подключение автономного источника энергии (батарея). При этом на весь процесс переключения уходит приблизительно 4 миллисекунды, что никак не сказывается на работоспособности подключенного оборудования. Электрический ток выходит из батареи в форме постоянного тока, поэтому используются специальные инверторы. Они преобразовывают постоянный ток в переменный, который уже и используется для питания электрооборудования.

Батарея, входящая в структуру данного типа ИБП способна обеспечить потребности в электроэнергии на протяжении довольно небольшого отрезка времени. Поэтому данный тип подходит скорее для кратковременной страховки в случае возникновения проблем с электроснабжением из центральной сети.

Вывод: офф-лайн ИБП являются одними из самых простых, дешевых и портативных источников. Но справиться они смогут только с кратковременными перебоями в работе электросети.

Для наглядности, вы можете посмотреть нашу продукцию из раздела резервных offline ИБП >>>

all-generators.ru

Бесперебойник для компьютера как работает

Главная » ПО » Бесперебойник для компьютера как работает

Что такое бесперебойник для компьютера и как он работает?

В современном мире информация порой стоит дороже золота. При этом для ее обработки и хранения обычно используют стационарные компьютеры, поскольку они предоставляют своим пользователям максимальное количество возможностей по обработке данных, при этом способны вместить довольно большой объем информации.

Однако довольно часто приходится сталкиваться с таким явлением, как внеплановое отключение электрической энергии или авария на линии. В этих случаях сохранить проделанную работу и уберечь ее от уничтожения поможет бесперебойник для компьютера.

Он представляет собой устройство, которое объединяет в себе реле и автономный блок питания. Для обеспечения надежной работы его подключают к сети, коммутируя все доверенные ему агрегаты. Поэтому, когда пропадает в сети питание, бесперебойник для компьютера переключает всю цепь на аварийный блок, который даст время для сохранения информации и корректного выхода.

Стоит отметить, что таким образом данное устройство помогает на только защитить данные, но и сохранить оборудование в целости. Дело в том, что бесперебойник для компьютера, цены на который не дороже хорошей материнской платы или жесткого диска, может спасти данные виды оборудования от своеобразных перепадов в сети, а значит, позволит значительно сэкономить. При этом не следует полагаться на самые дешевые модели, поскольку они не могут отсекать малые токи и незначительные скачки напряжения. Профессионалы рекомендуют делать систему таким образом, чтобы схема бесперебойника для компьютера начиналась с подключения выпрямляющего трансформатора, способного обеспечить повышенную надежность и гарантировать полную защиту от всех казусов работы современной электросети.

Отдельно стоит отметить то, что при выборе определенного типа устройства следует обращать внимание на его мощность. Дело в том, что бесперебойник для компьютера должен быть в полтора раза мощнее подключаемого к нему устройства. Таким образом, его срок работы в автономном режиме будет соответствовать заявленному в паспорте. Если же подключать к бесперебойнику дополнительные приборы, которые создадут повышение общей мощности цепи, то он не сможет долго обеспечивать стабильный уровень работы, следовательно, может быстро выйти из строя.

Также стоит помнить о том, что бесперебойник для компьютера работает на базе аккумулятора. Поэтому он имеет довольно ограниченный срок эксплуатации и нуждается в своевременной замене элементов питания. Особенно это относится к тем устройствам, которым приходится работать при перепадах температуры или во влажном климате.

Таким образом, становится понятно, что современный блок бесперебойного питания является не только дополнительной системой защиты всей электросети компьютера, но и необходимым элементом для безопасной работы всех узлов. Поэтому стоит один раз потратиться на его приобретение, чем после каждого перепада напряжения или отключения электроэнергии покупать новую материнскую плату или жесткий диск.

fb.ru

Рассмотрим, схемы бесперебойника для компьютера

Функция, которую выполняет источник бесперебойного питания (сокращенно — ИБП, или UPS — от английского Uninterruptible Power Supply), максимально полно отражена в самом его названии. Являясь промежуточным звеном между электросетью и потребителем, ИБП должен в течение определенного времени поддерживать электропитание потребителя.

Источники бесперебойного питания незаменимы в тех случаях, когда последствия перебоев в электроснабжении могут иметь крайне неприятные последствия: для резервного питания компьютеров, систем видеонаблюдения, циркуляционных насосов систем отопления.

Подробнее про ИБП

Устройство и принцип действия

Принцип действия любого источника бесперебойного питания прост: пока напряжение питающей сети находится в заданных пределах, оно подается на выход ИБП, одновременно с этим заряд встроенного аккумулятора поддерживается от внешнего питания схемой заряда. При пропадании электропитания или его сильном отклонении от номинала выход UPS подключается к встроенному в него инвертору, преобразующему постоянный ток от аккумулятора в переменный ток питания нагрузки. Естественно, время работы ИБП ограничено емкостью аккумулятора, КПД инвертора и мощностью нагрузки.

Существует три конструктивных типа источников бесперебойного питания:

  • Off-line. Конструкцию ИБП такого рода наиболее полно описывает предыдущий абзац. Большинство маломощных ИБП (однофазные модели мощностью до 1,5 кВА) для персональных компьютеров используют этот принцип работы. Их достоинство — высокий КПД при работе от внешнего питания, так как поддержание заряда встроенного аккумулятора требует минимальных затрат энергии. Вместе с тем, при частых колебаниях напряжения в сети они слишком часто переходят в режим резервного питания, а релейная коммутация имеет некоторую задержку.
  • Схема ИБП типа Line-Interactive позволяет им переключать выход между питанием от сети и встроенного инвертора без задержек, а встроенный автотрансформатор позволяет расширить диапазон входных напряжений, при которых не происходит переход на резервное питание. Такие источники бесперебойного питания более эффективны при недостаточно стабильном питании, но более сложны и дороги, чем off-line ИБП.
  • Схема On-line используются в наиболее мощных ИБП (до нескольких кВА). В этом случае входное напряжение подается непосредственно на понижающий выпрямитель, который питает инвертор. Аккумулятор, осуществляющий резервное питание, включается между ними и используется т

htfi.ru

Основное назначение источника бесперебойного питания (ИБП) для защиты компьютерной техники

Основное назначение источника бесперебойного питания (ИБП) — временно обеспечить питание аппаратуры при перебоях в подаче электроэнергии. Подключать через ИБП компьютеры принято повсеместно. Правда, для многих пользователей это является своего рода «правилом хорошего тона», а практический смысл данного ритуала от них ускользает. «Ну, ИБП защищает компьютер от скачков напряжения…». Попробуем разобраться: что, от чего и как защищает источник бесперебойного питания?

По внутреннему устройству и логике работы все ИБП делятся на три класса: пассивные, линейно-интерактивные и ИБП с двойным преобразованием. Соответственно, они в разной мере справляются с происшествиями в электросети и относятся к разным ценовым категориям.

Пассивные (stand-by, VFD, back-UPS, резервные) источники — самые простые и дешевые. В них схема питания от аккумулятора обычно выключена, и запускается только при пропадании напряжения в электросети. Время переключения с работы от сети на работу от батареи составляет десятые доли секунды, а выходной сигнал при работе от аккумулятора заметно отличается от «правильной» синусоиды. Как правило, на входе таких ИБП установлены простейший фильтр помех и быстродействующий предохранитель. Первый частично сглаживает импульсные помехи, а второй должен сработать при значительном повышении напряжения в электросети. Пассивные ИБП предназначены для питания домашних и офисных ПК. Небольшой «провал» выходного напряжения в момент переключения на аккумулятор компьютерным блокам питания не страшен.

Линейно-интерактивные (line-interactive, VI, Smart-UPS) ИБП отличаются тем, что в них схема питания от аккумулятора включена постоянно. При исчезновении напряжения на входе «бесперебойника» его выходные розетки почти моментально переключаются на внутренний преобразователь — для питаемых устройств этот переход практически незаметен. Кроме того, многие линейно-интерактивные ИБП способны автоматически поддерживать выходное напряжение 220 В. Делается это двумя способами.

Пока напряжение сети находится в пределах от 175 до 275 В, срабатывает механизм AVR (Automatic Voltage Regulation, авторегулятор напряжения). При отклонении входного напряжения на величину от 10 до 25% ниже номинала ИБП повышает напряжение на выходе на 15%. При отклонении входного напряжения на величину от 10 до 25% выше номинала ИБП понижает напряжение на 15%. Если напряжение сети выходит за предельные значения, линейно-интерактивный ИБП переключается на питание от аккумулятора. В этом режиме он продолжает работать, пока или напряжение в сети не вернется к норме, или аккумулятор не разрядится. Однако такие ИБП не стоит рассматривать как стабилизаторы напряжения. Режим «стабилизации» у них вынужденный и кратковременный!

В ИБП с двойным преобразованием (double conversion, VFI, Online-UPS) напряжение на выход все время выдается от преобразователя, преобразователь постоянно работает от аккумулятора, а аккумулятор непрерывно заряжается от сети. Фактически вход и выход ИБП гальванически изолированы друг от друга, а на выход поступает стабилизированное напряжение. Это самая надежная, но вместе с тем и неэкономичная схема. Сам ИБП получается дорогим, большим и тяжелым, преобразователь сильно нагревается и требует охлаждения вентилятором, а потери энергии в ходе преобразования составляют десятки процентов.

ИБП с двойным преобразованием используют только для питания серверов и компьютеров в критически важных случаях. В широкую продажу такие модели поступают редко — обычно их поставляют под заказ. Скорее всего, для питания рабочих компьютеров вы приобретете пассивные, максимум, линейно-интерактивные ИБП.

Мощность источников бесперебойного питания принято указывать в вольт-амперах (VA, ВА). Чтобы перевести эти значения в более привычные ватты (Вт), нужно умножить мощность в вольт-амперах на коэффициент 0,6. Например, ИБП с характеристикой мощности 600 ВА обеспечит питанием технику с максимальным потреблением 360 Вт. Если дать большую нагрузку, сработает защита по току, и «бесперебойник» отключится. На практике желательно предусмотреть около 30% запаса по мощности. Таким образом, наиболее распространенные ИБП на 600 или 650 ВА подходят для питания компьютера с реальным потреблением 200—250 Вт и монитора, который забирает еще около 30—60 Вт.

Если расстановка компьютеров в помещении позволяет, выгоднее использовать один мощный ИБП вместо нескольких маленьких. На два офисных компьютера потребуется «бесперебойник» мощностью около 1000 ВА. Для питания трех компьютеров, стоящих рядом, достаточно одного источника мощностью около 1400 ВА.

Так от чего же защищает ИБП?

С ограничением импульсных помех от сети неплохо справляются и фильтры в блоке питания компьютера и монитора. Тем не менее два фильтра лучше, чем один! Защита от перенапряжения тоже важна. Если, например, отгорит нулевой провод в щитке, в розетке может оказаться напряжение почти 380 В. В блоках питания компьютеров и мониторов в таком случае обычно сгорают варисторы и предохранители. Ремонт копеечный, но требует времени. По идее, ИБП должен отреагировать на бросок напряжения раньше, чем сгорят предохранители в подключенной к нему технике.

Однако на первое место выходит защита данных. Если питание компьютера аварийно отключается, вся несохраненная информация пропадает. ИБП позволяет либо сохранить открытые документы и корректно завершить работу, либо перевести компьютер в спящий режим. Вручную сохранить документы проще всего. Переходя на питание от батарей, ИБП начинает громко пищать. Раз услышали такое предупреждение — проверьте, все ли сохранено. Далее смотрите по обстановке: или просто выключите компьютер, или переведите его в спящий режим.

Чтобы задействовать автоматику, необходимо соединить контрольный порт (USB или RS-232, в зависимости от модели) источника бесперебойного питания с компьютером сигнальным кабелем и установить на компьютере необходимое ПО. К сожалению, о такой возможности многие пользователи даже не подозревают! Работой ИБП управляет встроенный микроконтроллер. Его микропрограмма (прошивка) постоянно отслеживает напряжения и токи во внешних цепях, при включении и периодически во время работы выполняет тестирование электроники и батареи. Она же выдает в контрольный порт сведения о текущем режиме работы, состоянии компонентов ИБП. По кабелю эти данные поступают в компьютер, где их обрабатывает программа мониторинга.

Для работы с ИБП целесообразно использовать ту программу, которую предлагает его производитель. Например, для APC (www.apc.com) это программа Power-Chute, для Ippon (www.ippon.ru) — WinPower2009 и Ippon Monitor и т. д. Программу можно установить с диска, идущего в комплекте, но лучше скачать наиболее свежую ее версию с сайта производителя.

В настройках приложения нужно задать параметры автоматического выключения. Как правило, на выбор предлагается два варианта: или выключить компьютер через определенное время после перехода на резервное питание, или сделать это за какое-то время до предполагаемого полного разряда батарей.

Сколько времени «бесперебойник» способен проработать от аккумулятора?

Это зависит от емкости батареи и потребляемой мощности. В большинстве массовых моделей установлен один аккумулятор напряжением 12 В и емкостью 7 Ач. Теоретически ИБП с таким аккумулятором обладает запасом энергии около 80 Ватт-часов. Попросту говоря, он должен питать нагрузку мощностью 80 Вт примерно 1 час, 160 Вт — полчаса, 300 Вт — примерно 15 мин и т. д. Реально, с учетом потерь на преобразование, это время примерно вдвое меньше.

В источниках мощностью более 800 ВА обычно установлены два таких же аккумулятора или один, но большей емкости. Таблицы или калькуляторы для определения времени автономной работы при различной нагрузке для различных моделей приводятся на сайтах производителей. Однако «навскидку» можно принять, что любая модель сможет питать нагрузку номинальной для себя мощности в течение примерно 5—15 мин. Если нужно обеспечить достаточно долгое питание компьютера от аккумуляторов, лучше взять ИБП большой мощности с емкими батареями. Работать он будет всего на треть или четверть номинальной мощности. Зато такую нагрузку, низкую для себя, он сможет снабжать энергией полчаса и дольше.

Сетевому оборудованию (коммутаторам, маршрутизаторам, NAS) бесперебойное питание тоже полезно. В противном случае при отключении энергии сеть сразу же «упадет», а документы, открытые из сетевых папок, сохранить не удастся. Запитать коммутатор вы можете от ИБП ближайшего к нему рабочего места, хотя правильнее поставить для этого отдельный «бесперебойник» небольшой мощности.

Срок службы аккумулятора ограничен. По мере работы его емкость неуклонно снижается и через 3—5 лет эксплуатации падает почти до нуля. Еще до того, как индикатор на ИБП сигнализирует о необходимости замены батареи, становится заметно, что аккумулятор перестает «держать заряд». С каждым разом время автономной работы сокращается. В принципе, для сохранения документов и корректного выключения компьютера достаточно пары минут. Когда ИБП начинает отключаться еще раньше, батарею однозначно пора менять.

Заменить батарею несложно. В популярных ИБП марки APC и некоторых других аккумулятор находится под съемным лючком или крышкой. Чтобы добраться до аккумулятора в ИБП марки Ippon, SVEN и подобных им по конструкции, необходимо вывернуть четыре винта на днище и разъединить половинки корпуса. В инструкции и на официальном сайте вы вряд ли встретите описание самостоятельной разборки и замены: как и производители принтеров, изготовители ИБП значительную долю доходов получают от продажи «оригинальных» батарей с установкой их в авторизованных СЦ.

Тем не менее почти во всех компьютерных магазинах продаются герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы наиболее ходовых типоразмеров. Марка и производитель роли не играют: это вполне стандартные изделия. Предварительно откройте свой «бесперебойник» и выясните, какая батарея в нем установлена. Для большинства ИБП «офисного класса» (500—700 ВА) подходят батареи с маркировкой 12V 7Ah размерами 151×94×65 мм. Устанавливая новый аккумулятор, постарайтесь плотно одеть клеммы на контактные лепестки батареи. Если клеммы ослабли, их можно аккуратно поджать плоскогубцами.

После установки батареи ИБП желательно откалибровать, чтобы его микропрограмма оценила и запомнила параметры нового аккумулятора. Полностью зарядите батарею в течение суток. После этого извлеките вилку из розетки, чтобы ИБП перешел на автономное питание. Дайте батарее полностью разрядиться, пока «бесперебойник» не отключится сам. В качестве нагрузки лучше использовать не компьютер (хотя в крайнем случае и это допустимо), а несколько лампочек общей мощностью порядка 300 Вт. Затем вновь подключите к сети и включите ИБП — пусть батарея зарядится, а устройство продолжит работу в штатном режиме. Кроме калибровки устройства в целом такая процедура является и «тренировкой» аккумулятора. После полного цикла «разряда — заряда» батарея начинает максимально использовать свою емкость.

Зачем на многих ИБП сделаны телефонные (RJ-11) и сетевые (RJ-45) розетки?

Ни телефон, ни локальная сеть «бесперебойникам» не нужны по определению. Просто в качестве «бонуса» в одном корпусе с устройством установлены проходные фильтры импульсных помех для телефонной линии и сети. Соедините одно гнездо с телефонной розеткой на стене, а в другое включите телефонный аппарат. Если в телефонной линии возникнет высоковольтная наводка, например, во время грозы, фильтр сгладит бросок напряжения и защитит телефон.

pivot-table.ru

Как выбрать ИБП для компьютера: критерии выбора устройства

При частом отключении электричества пользователь задумывается о том, как выбрать ИБП для компьютера. Источник бесперебойного питания помогает не потерять нужные данные и не допускает повреждения программного обеспечения, вызванного некорректным отключением ПК.

Стационарный компьютер работает от ИБП 20-30 минут. Но существуют устройства, имеющие увеличенную емкость аккумулятора.

Внешний вид источника бесперебойного питания для компьютера.

Виды источников бесперебойного питания

Устройства отличаются емкостью, принципами действия и некоторыми другими параметрами.

Выделяют 3 основные категории приборов:

  • линейно-интерактивные;
  • резервные;
  • онлайн.

Резервные

Предназначены для компьютеров при перебоях напряжения или аварийных отключениях электричества. После возобновления подачи тока питание от бытовой сети восстанавливается. Резервные бесперебойники отличаются небольшой емкостью. Они кратковременно поддерживают функционирование компьютерной техники.

Конструкция достаточно проста. Резервные источники не оснащены стабилизаторами. При изменении параметров электрической сети аппаратура переключается в режим функционирования от аккумулятора. Это негативно отражается на сроке службы батареи. Бюджетные модели бесперебойников подсоединяются к электросетям с постоянным напряжением.

Линейно-интерактивные

Стоимость таких моделей выше, чем цена предыдущих. На их функционировании не отражаются регулярные скачки напряжения. Стабилизатор автоматически подстраивает параметры прибора под подаваемый ток. При повышении или снижении напряжения компьютер не начинает работать от запасного питающего блока. Это увеличивает срок службы АКБ. Чаще всего для поддержания функционирования оргтехники используются импульсные модели.

Блоки питания онлайн

Мощные дорогостоящие приборы обеспечивают двойное преобразование подаваемого напряжения. Переменный ток выпрямляется, превращаясь в постоянный. На выходе происходит обратный процесс. Стабильный ток преобразуется в переменный, что требуется для нормальной работы ПК.

Источники подачи энергии формата онлайн обладают подходящими техническими характеристиками, позволяющими максимально защитить ПК от влияния перепадов напряжения. Онлайн-бесперебойники часто применяют на серверных станциях.

Как выбрать бесперебойник для компьютера

При выборе прибора учитывают множество факторов: технические параметры компьютерной техники, стабильность напряжения в бытовой электрической сети. Учитывают показатели самих ИБП.

Самыми важными являются:

  • емкость батареи;
  • длительность работы в автономном режиме;
  • наличие индикаторов, облегчающих управление;
  • возможность смены аккумуляторов.

Выбор ИБП по мощности оборудования

Главная характеристика бесперебойника — мощность. Если этот параметр у ПК превосходит таковой у резервного источника питания, комплекс со временем перегружается и отключается. ИБП не может выполнять свои функции.

Исключить перегрузку помогает предварительный расчет мощности.

К полученному значению добавляют 30%. Если вся техника потребляет 500 Вт, выбирают бесперебойники номиналом 650 Вт.

Существуют такие варианты мощности:

  1. 300-500 Вт. Используются для поддержания функционирования системного блока со стандартным ЖК-монитором. Подключение дополнительных компонентов не предусмотрено.
  2. 800-1500 Вт. С помощью такой модели можно питать мощный игровой ПК с дополнительными компонентами, например акустической системой.

Если определить мощность техники не получается, обращаются к специалистам. Многие официальные сайты разработчиков ИБП снабжены программами-калькуляторами, помогающими легко рассчитать нужный параметр. Пользователь задает модель системного блока, монитора и вспомогательных устройств. Программа в течение нескольких секунд выдает нужный результат.

По длительности автономной работы

Внешний вид ИБП.

Этот параметр отражает длительность работы аппаратуры при аварийном отключении электроэнергии.Показатель зависит от емкости встроенных или внешних аккумуляторов.

Средняя длительность автономной работы — 10-15 минут. Это позволяет правильно завершить использование операционной системы и сохранить нужную информацию.

При необходимости увеличения времени автономного функционирования обращают внимание на ИБП с высокой емкостью аккумулятора. Повысить параметр помогает подсоединение внешних элементов питания.

В инструкции указывается минимальное время работы в автономном режиме с максимальной нагрузкой. Фактический показатель будет отличаться от заявленного. Параметр не имеет прямой зависимости от мощности прибора и емкости батарей.

По другим параметрам

Чтобы подобрать ИБП для ПК правильно, учитывают такие моменты:

  1. Программное обеспечение. Лучшие модели источников бесперебойного питания для компьютерной техники оснащены софтом, контролирующим работу прибора и заносящим данные в память ПК. Информацию можно найти на жестком диске, сохранение происходит без участия пользователя.
  2. Число разъемов. Простые приборы снабжены единственным гнездом для подключения вилки питающего кабеля. Это вызывает неудобства при использовании вспомогательных компонентов компьютерной системы. При выборе ИБП заранее определяют количество подключаемых устройств. На основании полученного значения приобретают источник питания с требуемым числом розеток.
  3. Индикация и управление. Световые и звуковые элементы позволяют постоянно контролировать работу системы. Дорогие модели оснащены жидкокристаллическими дисплеями. Некоторые устройства имеют встроенные блоки управления, настраивающие ИБП в соответствии с показателями работы электрической сети. Функции не относятся к обязательным, они лишь облегчают работу с бесперебойником.
  4. Возможность смены аккумулятора. При выходе батареи из строя можно установить новую. Устройства с несъемными элементами питания при поломке аккумулятора становятся непригодными к использованию.

Рейтинг производителей бесперебойных источников питания

При приобретении источника бесперебойного питания учитывают марку. Не стоит покупать дешевые китайские модели. Прибор быстро выходит из строя, из-за чего приходится приобретать новый. Лучшие устройства выпускаются в России, США и Великобритании. Рейтинг включает следующие компании:

  • APC. Является дочерним предприятием корпорации Schneider Electric. Компания выпускает продукцию среднего ценового сегмента. Лучшими представителями линейки являются APC Back UPS ES 525VA и UPS ES 700 VA.

    Источник бесперебойного питания APC Back UPS ES 525VA.

Напряжение заряда зависит от температуры батареи, что продлевает срок эксплуатации прибора. Имеется возможность отключения некоторых устройств или выполнения их перезапуска при перепадах напряжения.

  • Powercom. Производимая тайваньской компанией продукция входит в среднюю ценовую группу. Powercom Raptor RPT — недорогой ИБП увеличенной мощности. Устройство выручает при кратковременном отключении электроэнергии.

Выходное напряжение не имеет вида чистой синусоиды, однако устройство поддерживает работу ПК мощностью 600 Вт. Вспомогательных функций эта модель не имеет.

  • Ippon. Под британским брендом выпускаются качественные бесперебойные источники питания, лучшим представителем которых является Back Basic 650. Недорогой прибор хорошо подходит для поддержания работы маломощной компьютерной техники.

Система автоматически регулирует входное напряжение. Имеются встроенные фильтры помех и средства предотвращения короткого замыкания. В линейку входят приборы с евро- и компьютерными разъемами.

  • EATON. Американская фирма выпускает большое количество видов бесперебойников, отличающихся техническими характеристиками. Ellipse ECO EL650 — ИБП, имеющий самую простую конструкцию. Бесперебойник не способен стабилизировать выдаваемое электрической сетью напряжение.

    Источник бесперебойного питания Ellipse ECO EL650.

Емкости аккумуляторного элемента хватает для запитывания одного компьютера с монитором и колонками. При резких перепадах этого параметра компьютерная техника начинает работать от батарейки. Главное преимущество этой модели — отсеивание некоторых типов помех.

Популярные компании выпускают товары, имеющие положительные отзывы пользователей. Выбрать лучший прибор сложно, всегда нужно учитывать марку и технические характеристики.

3batareiki.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о