Что такое ИБП (UPS) – где и как применяется

Что такое ИБП (UPS) – где и как применяется

Очень часто в сетях электроснабжения могут возникать различного рода помехи и перебои в стабильной подаче электрического тока, что пагубно сказывается на работе компьютера и периферийного оборудования. Такие проблемы могут проявляться в устаревших электросетях и при неисправном оборудовании. Чтобы предотвратить возможные отключения и скачки напряжения было разработано такое устройство, как источник бесперебойного питания (ИБП).

УПС (UPS — Uninterruptible Power Supply) или ИБП представляет собой аппарат, обеспечивающий защиту от незапланированного отключения, происходит это благодаря накопленной энергии в стационарных источниках представленных в виде аккумуляторных батарей. Данное устройство в процессе эксплуатации сохраняет качество используемой энергии, а также предоставляет некоторый промежуток времени для правильного отключения потребителей.

К основным задачам УПС, в том числе для комьютера, относят:

1. Предоставление потребителям качественных требуемых по нормам параметров питающей сети.
2. Способность самостоятельно отключаться от электросети и предоставить требуемую мощность потребителям используя собственный внутренний источник электропитания.
3. Обеспечение приборам и аппаратам исправленных и защищенных от помех необходимых свойств сети.

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).

Резервные бесперебойники

Самый простой и доступный тип. Принцип работы не отличается от описанного выше: все периферические устройства и системный блок потребляют энергию из сети, а при отсутствии электрического тока переводятся на питание от батареи. По статистике, эффективность таких устройств не превышает 60%.

По такому принципу работает большинство UPS, рассчитанных для домашнего использования. Хотя уровень обеспечиваемой защиты самый низкий, но и стоят такие девайсы недорого. Фильтрация некачественного сигнала может выполнять лишь частично. Впрочем, для домашней электроники и этого достаточно.

Такой бесперебойник отлично работе в связке с ПК, однако неэффективен для обеспечения электроэнергией холодильников, насосов или отопительных котлов, так как не выдает на выходе синусоидальный сигнал. Как правило, такие ИБП не отличаются большой мощностью.

Какие бывают типы ИБП (UPS)?

ИБП делятся на три вида: on-line, off-line и line-interactive.

Чем они отличаются?

• Самым современным решением является электропитание в режиме on-line. Оно полностью изолирует подключенное оборудование от входного напряжения. Напряжение переменного тока из сети преобразуется в постоянное напряжение, а затем снова в переменное. Благодаря этому выходное напряжение является очень стабильным и устойчивым к помехам и перенапряжениям. Он-лайн источник питания часто требует дополнительного охлаждения и имеет довольно большой размер.
• Хорошим базовым оборудованием является off-line аварийное электроснабжение. Оно не преобразует все время ток, но реагирует, когда обнаруживает изменение входного напряжения. Затем оно отключает электропитание оборудования и включает аккумуляторы. Обеспечивает хорошую защиту при отключении электричества в розетке.
• Line-interactive блок питания представляет собой более совершенную версию off-line блока питания. Дополнительной функциональностью является защита не только от потери напряжения, но и от помех в электросети.

Для правильного выбора источника бесперебойного питания, идеально подходящим для сохранения работоспособности компа, надо учесть некоторые характеристики устройства.

По мощности

Важная характеристика бесперебойника – мощность, от нее зависит надежность защиты от перепадов напряжения и срок службы:

1. Полная мощность измеряется в ВА, характеризует максимальную величину мощности, которую можно подключить к бесперебойнику.
2. Активная мощность измеряется в Вт – это максимальная мощность подключенных к ИБП устройств. Мощность бесперебойника должна быть больше на 20-30%.

Считаем суммарную активную мощность оборудования, которое планируем подключить к источнику бесперебойного питания, добавляем к этому числу тридцать процентов и определяем мощность ИБП. Например, мощность домашнего ПК 420 Вт и мощность монитора 45 Вт – суммарная 465 Вт, значит, потребуется ИБП с мощностью не менее 600 Вт.

Рекомендованные величины полных мощностей ИБП:

• 500 – 700 ВА для домашних и офисных ПК;
• 700 – 1000 ВА для рабочих станций и игровых ПК;
• 1000 ВА и выше для серверов.

По длительности работы в автономном режиме

Точное время автономной работы определить сложно, поэтому производитель указывает время работы при полной загрузке ИБП – 3-15 минут, хотя ИБП для сервера могут работать несколько часов.

Для домашнего компьютера достаточно десяти минут, чтобы закончить работы и выключить устройство.

Устройства с ПО

Существуют модели ИБП с программным обеспечением, которое может контролировать работу устройства и отдавать команды на выполнение тех или иных действий. При возникновении нештатной ситуации в ваше отсутствие, бесперебойник самостоятельно закроет открытые программы и выключит компьютер.

Внимание! При покупке модели с ПО следует убедиться, что он совместим с операционной системой вашего персонального компьютера и имеет возможность подключения через USB или Ethernet.

По количеству разъемов

ИБП выпускаются с разным количеством и типом гнезд: есть разъемы, защищенные от отключения электричества и разъемы, защищенные только от перепадов напряжения, а также с розетками RJ-45 для защиты телефонной сети и USB-разъемами.

Для подключения стационарного компа и монитора потребуется ИБП как минимум с двумя розетками с защитой от отключения напряжения.

С возможностью замены батареи

Срок службы аккумуляторных батарей не превышает пяти лет, замена батарей позволит сэкономить на покупке нового бесперебойника – стоит выбрать модель с заменяемыми аккумуляторами.

Типы ИБП

ИБП бывают нескольких типов:

• резервные (offline, standby, back-ups)
• линейно-интерактивные (line-interactive)
• с двойным преобразованием (online, непрерывные)

Резервные ИБП – самые простые и недорогие, они переключаются на работу от батареи не только при полном обесточивании, но и при пониженном или повышенном напряжении в розетке. Если с напряжением у вас все в порядке, то этого обычно достаточно.

Но если оно часто скачет (как в частном секторе), то стоит присмотреться к другому типу ИБП, так как постоянное переключение на питание от батареи заставит вас слушать вечный неприятный писк от ИБП, часто выключать ПК, а также убивает аккумулятор.

Линейно-интерактивные ИБП – помимо аккумулятора, имеют встроенный стабилизатор напряжения, который часто является 3-ступенчатым AVR (автоматическим регулятором напряжения) и стоят несколько дороже.

Такие ИБП при падении напряжения ниже 190 В или повышения выше 250 В выравнивают его до уровня около 220 В на выходе.

При этом не используется аккумулятор, что позволяет спокойно продолжать работу в течение продолжительного времени. Линейно-интерактивные ИБП различаются нижним (140-180 В) и верхним (260-300 В) порогом стабилизации.

Таким образом, если напряжение в розетке падает или наоборот повышается, выходя за допустимые нормы, компьютер на выходе все-равно получит стабильное напряжение близкое к 220 В без использования батареи. Но обращайте особое внимание на нижний и верхний пороги стабилизации.

Нижний порог может быть вполне достаточные 160 В, а может и 180 В, что может быть критично для вашего района. Чем ниже это значение, тем лучше, так как за его пределами происходит переключение на аккумулятор. Аналогично и с максимальным порогом, так как в некоторых местах напряжение прыгает до 280 В.

ИБП с двойным преобразованием – дорогие высококачественные бесперебойники со сложным стабилизатором напряжения и частоты, обеспечивающие стабильные параметры напряжения на выходе и отсутствие задержки при переключении на аккумулятор. Используются в корпоративном секторе для питания серверов, критически важных рабочих станций и сетевого оборудования.

Если напряжение в розетке у вас стабильное, то в принципе хватит самого недорогого резервного ИБП. Для отдаленного района города или частного сектора однозначно лучше брать линейно-интерактивный ИБП, которые я рекомендую в любом случае, так как они уже не на много дороже.

Виды источников бесперебойного питания

В настоящее время на рынке ИБП присутствует огромное разнообразие таких устройств. Все они имеют различные технические характеристики, стоимость и конструктивные особенности. Но вся эта техника для резервного питания компьютеров делиться на три следующих основных типа.

1. Резервные источники. Основной функцией устройств этого вида является подключение к ПК внутренних аккумуляторных батарей ИБП при сбоях в подаче электроэнергии и возобновлении питания от сети после решения проблемы с аварийным отключением. Резервные бесперебойники относятся к источникам небольшой мощности, предназначенных для кратковременного питания ПК. Их можно назвать самыми простыми устройствами в плане технических возможностей и конструкции. В резервных ИБП отсутствует стабилизатор напряжения и это основной их недостаток, так как при любом понижении напряжения в сети он будет переключать ПК на питание от аккумуляторов, что окажет негативное воздействие на срок службы устройства. Эти бюджетные бесперебойники можно использовать для подключения к электросетям, где нет постоянных перепадов напряжения.
2. Линейно-интерактивные источники. Эти импульсные ИБП относятся к устройствам более высокого класса, чем резервные. Для них не страшны постоянные перепады напряжения в электрических сетях, так как внутренний стабилизатор источника автоматически подстраивается под существующий уровень электрического тока не переключая компьютер на питание от батарей. Только в случае максимального снижения напряжения в сети, импульсный блок перейдет на питание ПК от аккумуляторов. Это значительно увеличивает безотказный ресурс работы данного ИБП. Импульсные бесперебойники самые популярные устройства для аварийного питания стационарных компьютеров, так как они имеют лучшее соотношение цены и качества на рынке ИБП.
3. Блоки питания онлайн. Это самые мощные и дорогие источники бесперебойного питания стационарных компьютеров. Они являются устройствами с двойным преобразованием электрического напряжения. На входе переменный ток проходит процедуру выпрямления и становится постоянным, а на выходе выполняется обратный процесс преобразования в переменный ток необходимого напряжения. Такая технология позволила создать ИБП с самыми совершенными техническими параметрами, позволяющими обеспечить максимальную защиту ПК при аварийном отключении электроэнергии и скачках напряжения в сети. Онлайн-бесперебойники используются на серверных станциях для обеспечения беспрерывной подачи электроэнергии.

Внимание! Выбор неподходящего вида бесперебойника гарантированно обеспечит вам частую замену аккумуляторных батарей, особенно если электрическая сеть нестабильна. При постоянных скачках напряжения недорогое устройство часто переключается на автономную работу, что сокращает срок эксплуатации АКБ. В этом случае необходимо приобретать линейно-интерактивные модели ИБП!

Блоки бесперебойного питания высокого класса имеют в своей конструкции специальные электронные модули, которые обеспечивают прямую связь входа с выходом. Они называются байпасы и необходимы для экономии электроэнергии в безаварийном режиме работы.

На чём можно сэкономить

Есть линейки продукции, предлагаемые производителем, абсолютно равные по качеству «железа», но существенно различающиеся по стоимости. Разница может составлять 30 – 40%.
В этом случае более продвинутая линейка обладает дополнительным функционалом. Допустим, можно автоматически рассчитывать дату замены батареи или запускать перенос виртуальных машин на доступные серверы. Тут стоит проанализировать ситуацию и понять, достаточно ли вам основных функций, предоставляемых в недорогом варианте.

Второй момент, над которым имеет смысл подумать, – это приобретение дополнительных гарантий. За счет их покупки можно уменьшить совокупную стоимость владения ИБП в долгосрочной перспективе, особенно при использовании старших моделей мощностью от 5 кВт и выше.