Источники бесперебойного питания — защита вашего компьютера от электрических сбоев
В наше время скачки напряжения, к сожалению, далеко не редкость. Нестабильное питание может не лучшим образом повлиять на работу различных электронных приборов, в особенности – компьютеров. При серьезном повышении напряжения в сети вероятность выхода из строя компонентов ПК очень высока, но даже если этого не произойдет, то при вынужденной перезагрузке вы можете потерять важные данные.
Для защиты системного блока от электрических сбоев необходимо использовать источник бесперебойного питания или как его часто называют сокращённо – ИБП (UPS). При этом следует учитывать определенные требования. Все устройства, которые работают совместно с компьютером, желательно так же подключить к бесперебойнику. В таком случае если напряжение пропадет, то компьютер сможет продолжить работу, а другие устройства можно включить или выключить по желанию.
ИБП (источник бесперебойного питания) должен справляться с перегрузками в электрической сети, радиочастотными и импульсными помехами, короткими замыканиями, аварийными повышениями напряжения, а так же с временным его отсутствием. В целом, со всеми этими требованиями может справиться и высококачественный сетевой фильтр, цена которого будет практически такой же, как и стоимость ИБП среднего качества.
Сетевой фильтр Pilotсерии X-Pro
Что именно выбрать решать вам, но при этом следует учитывать, что только бесперебойник позволит продолжить работу в случае отключения электричества. Так же необходимо учитывать и качество вашей электрической 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).
Типы ИБП
Для защиты компьютерной техники могут использовать два типа ИБП:
Первые, как правило, устанавливают в переносных устройствах – ноутбуках. Батарея такого устройства имеет встроенный контроллер, который переключает ноутбук или планшет на питание от АКБ.
Расчет времени работы ИБП
Время работы от UPS, как уже было указано выше, зависит не только от потребления, но и от емкости установленной в нем АКБ. Она указывается в списке характеристик и непосредственно на аккумуляторе.
Здесь расчет еще проще, чем в случае с мощностью:
[время работы] = [емкость АКБ] * [напряжение АКБ] * (0,85 / [активная мощность нагрузки])
0,85 в формуле – это средний КПД бесперебойника.
Итоговое значение по понятным причинам является приблизительным и зависит не только от динамического изменения нагрузки (на нее, если брать в качестве примера обычный домашний ПК, влияет изменение громкости колонок, активность принтера и даже нагрузка на центральный процессор), но и износа самого аккумулятора и его температура.
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.
Гаджеты / электроника
Подробнее почитать про работу и назначение узлов бесперебойника можно почитать в этой книге. Как Вы можете видеть, ИБП при всей своей неоспоримой пользе не требует каких-либо особых навыков для подключения, а при некорректной работе первичная его диагностика достаточно проста.
Первую проблему без использования довольно сложных схем решить невозможно, а предлагаемое в данной статье простое устройство решает вторую проблему — при обесточивании нагрузки UPS выключается автоматически. Взаимодействующий с сетью ИБП постоянно следит за напряжением: его величиной и формой. Коэффициент мощности для компьютерной техники равен 0,
Для проверки этого подключите вольтметр к клеммам аккумулятора работающего ИБП и отключите его от розетки. Заводская установка этого напряжения В.
Hикакой стабилизации напpяжения не пpоисходит. Он включен в схему феррорезонансного ИБП вместо автотрансформатора с отводами в схеме ИБП, взаимодействующего с сетью. При переходе на питание от батарей ИБП формирует на этом выводе лог. Если разобраться, она очень похожа на предшествующую схему.
Кольцо следует предварительно обмотать лакотканью, а затем намотать две обмотки по 10 витков провода диаметром 0,55…0,70 мм. Сигнал фазы опорной синусоиды снимается с выхода операционного усилителя TL — IС8 конт.
Если напряжение в сети снова появляется, то контролер отключает преобразователь и устройство превращается в зарядное устройство. Рисунок 1. Я взял готовый трансформатор подходящих габаритов, так как между батареей UPS и его передней стенкой довольно мало места см. Далее переходим к разработке функциональной схемы ИБП и алгоритма ее работы.
Инвертор строится по схеме мостового преобразователя рис. Для формирования этого напряжения используется автогенератор, создающий импульсы, которые затем выпрямляются и сглаживаются рис. Коэффициент мощности для компьютерной техники равен 0, На холостом ходу длительность импульсов сокращается, и эффективное выходное напряжение падает до В.
Зарядка Поскольку встроенные в UPS аккумуляторы автоматически поддерживаются в заряженном состоянии, нет необходимости в их дополнительной зарядке. Модели BKI и BKI имеют интерфейсный порт, подключаемый к компьютеру или серверу для автоматического самостоятельного закрытия системы, тестовый переключатель и выключатель звукового сигнала. Если к ним нужно подключить реле, то обмотку следует зашунтировать диодом. У скачкообразного изменения напряжения несколько причин. Своими коллекторами транзисторы нагружены на выходной трансформатор.
Схема электроснабжения с ИБП, стабилизатором и генератором
