Рассмотрим, схемы бесперебойника для компьютера
Конечно, основная функция ИБП для компьютеров — сохранение данных и возможность штатно отключить питание устройства от сети.
Но. В наш век цифровых технологий стандартный ноутбук может переждать в автономном режиме до 3–5 часов, пока не включится снова электричество.
Ноутбуком пользоваться можно, но без интернета. Почему? Просто тока в сети нет, и он тоже не работает. Но кабельные лини интернета работают.
А мы так привыкли к интернету, что когда отключают свет, становится как то неуютно без «мировой паутины».
Так никто и ничто не мешает сделать ИБП хотя бы для роутера. Тем более это совсем не сложно и сделать бесперебойник своими руками домашнему умельцу вполне реально.
Типы источников
Блоки бесперебойного питания для компьютера, рабочих станций, промышленных потребителей и серверов делятся на три основных типа. Онлайн-бесперебойники обеспечивают двойное преобразование напряжения. Вначале прибор преобразует переменный ток электросети в постоянный, а затем — обратно при помощи двух инверторов. Батарея оказывается подключённой постоянно, играя роль буфера, что обуславливает одно из достоинств такого устройства — отсутствие промежутка времени между пропаданием напряжения первичного источника и вступлением в работу аккумулятора.
Онлайн-бесперебойники выдают энергию очень высокого качества. Другое достоинство ИБП с двойным преобразованием заключается в чистой синусоидальной форме напряжения на выходе. Благодаря этому, такое устройство может подключаться к ответственным и загруженным постоянно серверам, рабочим станциям на компьютерных сетях и прочим приборам, предъявляющим повышенные требования к качеству электроэнергии.
Ещё одним несомненным плюсом является возможность одновременного корректирования и напряжения, и частоты. Онлайновые ИБП являются наилучшими стабилизаторами напряжения из всех существующих. Но есть и недостатки — более низкий КПД, чем у двух предыдущих устройств, повышенное тепловыделение. Из-за этого требуется постоянное охлаждение, обеспечиваемое компьютерным вентилятором.
Резервные бесперебойники обеспечивают питание подключённой к нему нагрузки напрямую от электросети, если есть в ней стабильное напряжение. Предусмотрена фильтрация от высоковольтных импульсов и электромагнитных помех. Когда напряжение пропадает или выходит за нормальные пределы, происходит переключение нагрузки с электросети на аккумуляторную батарею с инвертором.
Его цель — преобразование постоянного тока в переменный с последующим повышением напряжения до 220 вольт. Во время питания от сети батарея офлайнового ИБП подзаряжается.
Резервные приборы бесперебойного питания применяются вместе с офисными и домашними компьютерами и рабочими станциями локальных сетей низкого уровня. Достоинства заключаются в очень высоком коэффициенте полезного действия, близком к 99%. А также в низкой стоимости, шумности и температуре нагрева.
Резервные ИБП — самые распространённые на отечественном рынке. Один из недостатков таких устройств заключается в долгом времени перехода на батарейное питание. Это может привести к дестабилизации работы компьютера. Также не стабилизируется ни напряжение, ни частота, а при функционировании от батареи форма выходного тока далека от идеальной синусоиды.
От резервных ИБП линейно-интерактивные устройства отличаются наличием стабилизатора на базе автотрансформатора, обмотки которого переключаются посредством реле. Благодаря этому такие бесперебойники поддерживают напряжение на выходе при колебаниях этой величины на входе, что является важным достоинством таких устройств. Есть и недостатки — завышение выходной частоты при работе от батареи и искажение осциллограммы. Это связано с большими габаритами трансформатора. Чтобы тот мог пропустить через себя повышенные токи, приходится повышать частоту. Из-за этого интерактивные ИБП не подходят для питания устройств с асинхронными двигателями.
Задачи ИБП
Назначение УПС – обеспечить подачу напряжения на подключенное оборудование, если оно отсутствует в основной электросети.
При выборе ИБП нужно учитывать общую мощность техники, которая будет к нему подключена, и время использования устройства.
Бесперебойники не относятся к источникам резервного питания. Дизельные генераторы, источники, работающие на энергии солнца и ветра, другие электросети могут заменить основную линию на длительное время.
Использовать с этой же целью ИБП непрактично, так как потребуется задействовать аккумуляторы слишком большой емкости. Их задача – обеспечение электроэнергией аппаратуры только на то время, за которое пользователь успеет сохранить данные на компьютере или корректно завершить работу оборудования.
Для использования в домашних условиях достаточно UPS, который действует 5-10 минут, в сетевых коммуникациях предприятий и учреждений применяются устройства, рассчитанные на более длительное время работы.
Инвертор
Его задача в составе UPS – преобразование постоянного напряжения в переменное 220 В и подача к потребителю. Иногда задействуется режим «байпас». Это когда выходное напряжение инвертора формируется из сетевого, т. е. аккумулятор не используется. Благодаря этому переключение на резервный режим происходит мгновенно. Схема инвертора бесперебойника (верхняя часть – сетевой фильтр, GV1 — АКБ):
Под защитой ИБП
Перебои в работе информационных систем нередко ведут к большим финансовым убыткам, поэтому приходится принимать во внимание угрозу некачественного электроснабжения, возможные перебои и даже долговременное отключение электропитания.
В мире более 40% проданных систем бесперебойного питания используется для защиты серверов, систем хранения данных, сетевого оборудования. Около 60% потребления ИБП приходится на локальные сети, телекоммуникации и ЦОД, значительное количество применяется в промышленности, поскольку многие производственные процессы требуют качественного энергообеспечения.
Около четверти мировых продаж ИБП приходится на устройства мощностью менее 1 кВА, и примерно половина продаж — на устройства мощностью до 5 кВА. Обычно их используют для защиты ПК и серверов начального уровня. В России свои ПК с помощью ИБП защищают не более 15% пользователей — большинство довольствуются сетевым фильтром.
Увеличение популярности ноутбуков также спросу на ИБП не способствует, однако серверы любого класса и сетевое оборудование, учрежденческие АТС все же нуждаются в подобной защите.
В отличие от мощных ИБП (свыше 20 кВА), жизненный цикл которых достигает 20 лет, маломощные источники питания рассчитаны на пятилетний срок службы, однако сменный блок аккумуляторов (самой недолговечной части устройства) позволяет продлить их эксплуатацию.
В небольших офисах обычно используются резервные или линейно-интерактивные ИБП. Последние относительно недороги, обладают приемлемой функциональностью и достаточным классом защиты. Более половины производителей выпускают ИБП малой и даже средней мощности в Юго-Восточной Азии по OEM-контрактам.
Для недорогих «простых» ИБП тенденцией развития стало приближение их по функциональности и эффективности (таким как ремонтный байпас для «горячей» замены или ремонта оборудования, управляемые розетки и расширенная комплектация) к «большим» ИБП.
При выборе ИБП нужно учитывать сроки гарантии на само устройство и его компоненты, например, аккумуляторы. Отдавайте предпочтение известным производителям, которые специализируются на изготовлении подобного оборудования. Определитесь с максимальным количеством и типом розеток для подключаемых устройств. В тех случаях, когда помимо периодического отключения электричества существуют проблемы параметрами электропитания, необходимо устанавливать линейно-интерактивные устройства.
В общем случае не следует гнаться за временем работы от АКБ, оно составляет обычно до 5 минут при 100% нагрузке. Лучше выбрать модель с дополнительными батарейными модулями или купить генератор. Это дешевле, чем тратится на герметичные необслуживаемые АКБ.
Источники бесперебойного питания берегут компьютерную технику от сбоев в электрической сети. Хороший ИБП надежно защитит электронные устройства от перегрузок, позволит сохранить все данные и корректно завершить работу системы при аварии в электросети. Лучше не экономить на цене устройства, и купить как минимум линейно-интерактивный ИБП, а для защиты критичных систем использовать ИБП с двойным преобразованием.
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.
ИБП отключается при работе
Почему отключается ИБП во время работы? Данная проблема является весьма распространённой, когда посреди работы через непродолжительное время бесперебойник просто отключает нагрузку. Этому может способствовать ряд причин. В таком случае для начала стоит проверить есть ли какие-то неучтённые перегрузки на выходе.
Стоит обратить внимание на то, в каком режиме бесперебойник отключается: при работе от магистральной сети или в автономном режиме. Если отключение происходит при работе от аккумуляторной батареи, то скорее всего неисправна или попросту изношена сама аккумуляторная батарея, что не позволяет ей обеспечить необходимо время работы.
Если вы заметили, что бесперебойник выключает компьютер даже при наличии электроэнергии, то не спешите с выводами. Провалы напряжения могут быть очень короткими, что человек этого может не заметить их. Однако, ИБП в таком случае перебрасывает питание нагрузки на АКБ, а если он опять-таки не исправен, то на лицо и отключение нагрузки.
Возможен ещё один случай, когда ИБП выключает компьютер при работе в автономном режиме. Это может быть вызвано специальным программным обеспечением. В число стандартных возможностей в том числе входит и возможность отключения компьютера по заданным установкам. Такие установки могут быть установлены автоматически вместе с программным обеспечением. В таком случае как сделать, чтобы бесперебойник не отключался понятно сразу. Стоит заметить, что такие отключения могут производиться в определённое время или даты.
Точно такая же проблема может возникнуть при удалённом мониторинге. Если вы используете не «родной» кабель для удалённого мониторинга, который идёт в комплекте с источником бесперебойного электропитания. Ответ на вопрос почему выключается бесперебойник может крыться именно в нём. Использование не фирменных аксессуаров может явиться не только причиной того, что отключается ИБП, но и ряда других проблем.
Внезапное отключение может происходить от того, что греется ИБП. Высокая температура не самым лучшим образом сказывается на АКБ. Выделение тепла является характерным для ИБП с онлайн топологией. Но даже их нагрев должен находится на определённом уровне. Если вы заметили, что греется бесперебойник, то необходимо убедиться, что исправно работают вентиляторы охлаждения. Они не должны быть прикрыты или забиты пылью, пухом или чем-то другим, что может помешать циркуляции воздуха.
В случае, когда бесперебойник включается и выключается, проблема может заключаться в низком уровне напряжения сети. Это может стать проблемой для резервных ИБП. Устранить это можно покупкой более продвинутого ИБП или с помощью стабилизатора напряжения.
Возможно отключение происходит при переключении на АКБ. Если ИБП не переключается на батарею, но известно, что АКБ исправна, тогда вероятно проблема находится в неисправном реле, осуществляющем данное переключение.
При подключении маломощной нагрузки можно столкнуться с тем, что бесперебойник отключается через 5 минут. В некоторых моделях минимальная мощность нагрузки воспринимается ИБП как сигнал для отключения. Суть идеи состоит в том, что ИБП воспринимает это так будто, например, компьютер выключен, а сам ИБП отключается, чтобы сэкономить заряд.
Продолжить чтение
Резервные системы электроснабжения — Наши установки В данном разделе приведена информация по некоторым спроектированным нашей компанией системам резервного электроснабжения. Все объекты смонтированы нами или нашими партнерами в регионах. Резервных систем мы смонтировали множество, здесь приведены некоторые примеры резервных систем без…
Сравнение возможностей различных инверторов и ББП Очень часто возникают вопросы, какой инвертор или ББП выбрать для системы резервного или автономного электроснабжения. Не всегда сразу понятно, почему при вроде бы одинаковых показателях по номинальной мощности, одни инверторы стоят существенно дороже, чем…
Инверторы, Блоки бесперебойного питания и солнечные контроллеры Studer Innotec О производителе Studer Innotec была основана в 1987 году Рональдом Штудером, который до настоящего времени является главой предприятия. С 1987 по 1991 годы компания занималась исследованиями в области применения фотоэлектрических батарей…
Что выбрать для защиты электропитания загородного дома — инвертор или компьютерный UPS? Жители пригорода — и простые дачники и жители коттеджных поселков — часто сталкиваются у себя на участках с проблемой перебоев с электричеством. Так как многие люди уже не…
Про различные инверторы и особенности их применения на нашем сайте написано много статей. Для облегчения поиска информации об инверторах используйте приведенные ниже ссылки и разделы. Общая информация по инверторам Батарейные инверторы Сетевые фотоэлектрические инверторы Ссылки для перехода к заказу и…
Инверторы для систем электроснабжения Инверторы служат для преобразования постоянного тока в переменный ток напряжением 220 В. Инверторы могут преобразовывать постоянный ток от аккумуляторов, солнечных батарей или других источников постоянного тока (например, ветрогенераторов или микроГЭС, генерирующих напряжение постоянного тока — электрической…
