Как выбрать источник бесперебойного питания

Как выбрать аккумулятор для ИБП компьютера: параметры, примеры моделей

Аккумулятор в источнике бесперебойного питания (ИБП) компьютера является наиболее дорогим элементом. Конечно, речь идёт о простом ИБП 12 вольт для персонального компьютера, а не о каких-то дорогих и сложных промышленных моделях. При этом аккумулятор в ИБП является расходным материалом. В зависимости от условий эксплуатации он служит от 1 года до 3─4 лет. Как правило, к этому моменту само устройство питания находится в рабочем состоянии, и встает вопрос о замене батарее. В этой статье рассмотрим, какие бывают виды аккумуляторов для ИБП, по каким параметрам выбирать и рассмотрим некоторые модели.

Рассмотрим несколько ключевых характеристик, которые нужно учесть при выборе АКБ для источника бесперебойного питания.

Ёмкость

Ёмкость аккумуляторной батареи является одним из важнейших параметров. От её величины зависит время, которое компьютер сможет функционировать от источника бесперебойного питания, когда будет отключена бытовая электросеть. Это как раз то время, которое отводится пользователю на сохранение всех данных, корректное завершение программ и штатное выключение компьютера.

Ёмкость на этих аккумуляторных батареях чаще всего обозначается в ампер-часах. Эта величина измеряется в режиме 20-часового разряда. Поэтому рядом с обозначением ёмкости часто стоит подпись C₂₀. В ИБП персонального компьютера чаще всего встречаются АКБ ёмкостью от 7 до 12 Ач. Увеличение ёмкости напрямую связано с габаритами и весом аккумуляторной батареи. Чем больше ёмкость, тем больше масса и размеры.

По этой причине в ИБП вам нужно выбрать аккумулятор близкий по значению ёмкости к старому. Если возьмёте модель, существенно большую по ёмкости, то она просто не влезет на место. Если величина ёмкости будет значительно ниже, то время автономной работы уменьшится. Для разных моделей ИБП производители подбирают батарею в зависимости от времени автономной работы, которое она должна обеспечивать. Эти параметры связаны следующей формулой.

• T_{авт. работы} – время автономной работы, ч.
• U_акк – напряжение АКБ, вольт.
• C_акк – ёмкость АКБ, ампер-час.
• КПД_ибп – коэффициент полезного действия. От 0,8 до 0,95.
• К_гр – глубина разряда. От 0,8 до 0,9.
• К_де – коэффициент доступной ёмкости. Зависит от времени разряда: 0,7 (1 ч), 0,85 (2 ч), 0,95 (10 ч), 1 (20 ч).
• P_обор – суммарная мощность оборудования, подключенного к ИБП. Для компьютера обычно системный блок и монитор.

Пример для среднего компьютера. Мощность системного блока 550 ватт, монитора 40 ватт. Вычисление времени автономной работы для аккумулятора 12 В, 7 Ач.

Т = (12 * 7 * 0,85 * 0,85 * 0,7) / 590 = 0,072 ч или 4,5 минуты.

С помощью этой формулы вы можете подобрать для своего компьютера ИБП с подходящим аккумулятором, исходя мощности оборудования и требуемого времени автономной работы.

Разрядный ток

Величина разрядного тока определяет оборудование какой мощности можно подключить к ИБП. Лучше брать с запасом. В этом случае аккумуляторная батарея будет работать в щадящих условиях. Как вычислить максимальный разрядный ток?

В приведённом выше примере общая мощность компьютера была 550 ватт. В этом случае I_{разр max} равен 550 ватт / 12 вольт. Это около 46 ампер. Максимальный разрядный ток ИБП должен превышать это значение примерно в два раза.
Вернуться к содержанию

Напряжение

Напряжение аккумулятора для компьютерного ИП обычно составляет 12 вольт. Это стандарт питания для компьютерных системных блоков. Существуют и другие модели источников бесперебойного питания. Например, 6, 9, 24 В.

В любом случае напряжение аккумулятора должно полностью соответствовать старой модели. В некоторых ИБП большой ёмкости может использоваться несколько АКБ. Если их соединяют последовательно, то напряжение нового аккумулятора должно соответствовать заменяемому старому.

Внутреннее сопротивление

Этот параметр редко указывается в документации, и вряд ли вы его сможете проверить при покупке. Чтобы его оценить потребуется оборудование. Однако это важное значение указывает на качество аккумуляторной батареи. Чем сопротивление ниже, тем лучше АКБ. Внутреннее сопротивление зависит от площади рабочей поверхности аккумуляторных пластин. Это определяет, насколько хороший контакт имеет электролит с электродами. Кстати, максимальный разрядный ток, о котором было сказано выше, у аккумуляторов с высоким значением внутреннего сопротивления, всегда ниже.
Вернуться к содержанию

Электрохимическая система

Чаще всего в составе ИБП для компьютера работают свинцово-кислотные аккумуляторы типа AGM. Их особенность заключается в том, что электролит находится здесь в качестве пропитки стекловолоконных матов. Этот материал окружает пластины электродов и является не только связующим для электролита, но и выступает в роли сепаратора.

Аккумуляторные батареи AGM для источников бесперебойного питания подходят лучше всего, благодаря тому, что имеют оптимальное соотношение цены и электрических характеристик. Подробнее о технологии AGM читайте в этом материале.

Они могут практически без последствий испытывать глубокий разряд (желательно не разряжать более чем на 80%). Если автомобильные стартерные батареи AGM стоит довольно дорого, то АКБ для ИБП имеют небольшую ёмкость и стоят в пределах 1─1,5 т. р. за среднюю модель.

К группе свинцово-кислотных также относятся классические аккумуляторные батареи с жидким электролитом. Они не используются в компьютерных ИБП. Их можно встретить лишь в каких-нибудь крупных промышленных источниках бесперебойного питания. Там применяются разновидности аккумуляторных элементов с панцирными электродами. Панцирная сетка на них присутствует для укрепления активной массы на пластинах.

Ещё одна разновидность свинцово-кислотных АКБ ─ это GEL. Здесь раствор серной кислоты переведён в гелеобразное состояние с помощью добавки диоксида кремния. Эти модели имеют свои преимущества и недостатки, но они не встречаются в распространённых моделях компьютерных ИБП.

Стоит также сказать, что аккумуляторы щелочного типа в «бесперебойниках» для компьютера не используется. Никель─кадмиевые и никель─металлогидридные аккумуляторы способны отдавать большой ток, но совершенно не предназначены для работы в таком режиме.

В последнее время появляются ИБП на литий-ионных аккумуляторах. Однако пока это ещё экзотика.

К плюсам литиевых аккумуляторных батарей стоит отнести высокую энергетическую плотность, быстрое восстановления заряда, высокий разрядный ток. К проблемам можно отнести сильную потерю емкости при отрицательных температурах. Но при использовании в помещении это не является проблемой.

На сегодняшний день можно на однозначно рекомендовать приобретение «бесперебойников» на основе Pb батарей AGM. Впоследствии будет значительно проще и дешевле заменить отработавший аккумулятор.

При выборе аккумулятора советуем ориентироваться на таблицы совместимости, которые выпускают все уважающие себя компании, производящие ИБП. В них приведена информация по моделям и характеристикам АКБ, которые к ним подходят. Там же указаны аккумуляторные батареи, которые могут быть установлены в источник бесперебойного питания взамен штатной модели.
Вернуться к содержанию

Фирма-производитель

Сейчас подавляющее большинство компаний размещают производство в юго-восточной Азии. Поэтому АКБ для компьютерных ИБП, продаваемые под разными марками, вполне могут быть сделаны на одном и том же предприятии. Но всё равно имеет смысл ориентироваться на популярные марки, которые присутствуют на рынке уже давно. По крайней мере, у них хорошо работает отдел технического контроля и в продажу не попадает явный брак.

Среди менее популярных можно назвать вот такие.

• Powerman.
• Энергия.
• WBR.
• Sven.
• Восток.
• Ginzzu.
• Crown.

Под некоторыми из этих марок также выпускаются линейки различных моделей ИБП. Например, Ippon.
Вернуться к содержанию

Важные характеристики ИБП

Тип ИБП

Все источники бесперебойного питания можно разделить на три типа.

Резервные ИБП. В продаже уже почти не встречаются — они не очень надежны, а переключение с питания от сети на питание от батареи в них происходит слишком медленно.

Интерактивные ИБП. Они имеют встроенный трансформатор для стабилизации перепадов напряжения, так что переключение на батарею в сравнении с резервными происходит гораздо реже. Кроме того, само переключение происходит заметно быстрее.

ИБП с двойным преобразованием. Это дорогие, но необычайно эффективные «бесперебойники», которые очень хорошо стабилизируют напряжение и в случае чего переключаются на батарею очень и очень быстро.

Выходные разъемы питания

Главные типы выходных разъемов питания — CEE 7 (стандартная евророзетка) и IEC 320 C13 (трехконтактный выход питания для компьютера). Естественно, выбирать конкретную модель нужно с учетом ваших потребностей (для обычного ПК нужно как минимум два разъема — для самого компьютера и для монитора).

Диапазон входного напряжения

Этот параметр характеризует то, при каком напряжении в стационарной сети ИБП будет переключать подключенные клиенты на батарею. Чем чаще происходит это переключение, тем быстрее будет изнашиваться аккумулятор. Параметры вашей сети питания лучше замерить или узнать из проверенных источников заранее.

Время работы при полной нагрузке

Большинство не слишком дорогих ИБП при полной нагрузке могут работать на протяжении всего пары минут. При этом они четко и громко оповещают пользователя о проблеме, так что сохранить всю важную информацию и «правильно» отключить компьютер вы должны успеть. За дополнительные минуты (5 и более) придется сильно переплачивать. Впрочем, при неполной нагрузке время автономной работы обычно значительно увеличивается.

Мощность

Пожалуй, одна из главных характеристик любого источника бесперебойного питания. Сумма потребляемой мощности подключенных устройств ни в коем случае не должна превышать 70-80% мощности самого ИБП! Комфортный запас в 20-30% нужен потому, что часть мощности при преобразовании и других процессах теряется, превращаясь в тепло.

Какая же мощность вам нужна? Лучше всего использовать какой-нибудь онлайн-калькулятор (не забудьте прибавить мощность, потребляемую монитором!). Если компьютер у вас уже есть, то можно взглянуть на мощность его блока питания — правда, во многих случаях она будет излишней, а реальное потребление (даже при максимальной нагрузке) будет ниже.

200 Вт хватит для старых консолей вроде PlayStation 4 и Xbox One, 300 Вт — для консолей текущего поколения вместе с не слишком большим телевизором. 400 Вт — неплохой порог для обычных офисных и домашних развлекательных компьютеров с монитором. 600 Вт — это уже подходящая мощность для вполне быстрых игровых ПК с монитором. 800 Вт хватит для еще более мощных ПК, а 1000 Вт — и для такого компьютера, и для монитора, и для телевизора.

ПО и интерфейсы

Многие модели ИБП можно подключить к компьютеру с фирменным ПО с помощью отдельного USB-порта (не стоит путать с USB-портами для зарядки мобильных устройств). Это самое фирменное ПО можно использовать и для индикации переключения, и для автоматического корректного выключения ПК. Некоторые ИБП также позволяют с помощью этого ПО наблюдать за параметрами питания и даже изменять некоторые настройки. Удобно, но не критично.

Гарантия

Гарантия производителя покрывает и сам ИБП, и батарею внутри (если он поставляется с установленной батареей). «Смерть» аккумулятора в пределах срока гарантийного обслуживания (обычно составляет около 3 лет) будет не такой страшной — заменить ее должны бесплатно.

Типы ИБП

UPS доступны в широком диапазоне мощности – от 0,1 до 1000 кВт и выше. Варьируются и значения Uвых. В зависимости от назначения ИБП и выполняемых ими функций различают:

1. Модели класса On-Line – разрабатываемые для систем безопасности. Они гарантируют надежное снабжение подключенного к ним оборудования электроэнергией с необходимыми параметрами, без утраты фазы. Переменное напряжение благодаря выпрямителю трансформируется в постоянное, а затем с применением инвертора – вновь в переменное. Даже при малых отклонениях Uвх от номинала UPS данного типа обеспечивают регламентированное Uвых с погрешностью ±3% – напряжение с графиком-синусоидой и стабилизированными параметрами. Инвертор в On-Line моделях постоянно включен, причем последовательно с базовым источником. При перебоях с сетью он переводится на питание от батареи.
2. UPS с двойным преобразованием – отличаются сложной конструкцией и скромным КПД, зато обеспечивают подсоединенной технике превосходную защиту от проблем с электропитанием. Такие устройства в постоянном режиме стабилизируют параметры сети, обеспечивают непрерывную фазу Uвых во всевозможных режимах, полностью фильтруют шумы и импульсы базовой электросети и гарантируют безопасность информации.
3. Устройства категории Line-Interactive или Ferroresonant – объединяют функционал ИБП типов On-Line и Off-Line. Отличаются надежностью, эффективностью и большим диапазоном входящего напряжения. Конструктивно предусматривают включение в прямую цепь ступенчатого регулятора на базе автотрансформатора. Дополнительно может использоваться сетевой стабилизатор. В обычном режиме подсоединенное к ним оборудование получает электроэнергию от базовой сети. При этом UPS регулирует напряжение, гасит колебания напряжения и сглаживает помехи. В аварийной ситуации оборудование переключается на инвертор, который включен параллельно сети и работает в 2-стороннем режиме. Он контролирует линии электропитания, частично стабилизирует Uвых, заряжает АКБ. При наличии вспомогательных компонентов – автоматических или феррорезонансных трансформаторов – увеличивается диапазон Uвх, при котором Uвых находится в нужном диапазоне без перевода на аккумуляторное питание. UPS данного типа имеют отличный КПД и надежно защищают питание подсоединенной техники. К их минусам относят нестабильное Uвых в обычном режиме, зависящее от диапазона Uвх. Также в стандартном режиме работы не стабилизируется частота, а из базовой сети на нагрузку могут проникать импульсы и шумы.
4. Модели класса Off-Line – резервного назначения, призваны защищать технику с импульсным БП при возможных перебоях с электроснабжением. Обычно имеют модульную конструкцию. При аварийном прекращении подачи электроэнергии или при перепадах напряжения переключатель переводит технику на резервное питание. Его обеспечивает работающий от АКБ инвертор. В обычном режиме электрооборудование получает питание сразу от электросети, зачастую – через подавляющий помехи фильтр. Off-Line устройства доступны по цене и конструктивно просты, имеют высокий КПД и экономичны при эксплуатации. Но в стандартном режиме работы они не стабилизируют напряжение и частоту.
5. Модели, использующие дельта-преобразование напряжения – delta conversion. Используют улучшенную обратную связь и отличаются плавной регулировкой напряжения. Позволяют стабилизировать частоту Uвых, обеспечить высокий КПД и надежно защитить технику от неполадок в электросети.
6. By-pass – вспомогательный канал, передающий электроэнергию в нагрузку и повышающий уровень надежности устройства. Он без участия пользователя переходит в режим On-Line в аварийных ситуациях и при отклонении характеристик выходной электросети от номинальных значений.
7. Модели типа triple-conversion – оснащенные корректором коэффициента мощности.
8. Устройства категории ferrups – оснащенные феррорезонансным трансформатором. Он повышает надежность устройства и расширяет диапазон Uвх.

Eaton Ellipse ECO EL650

Долговечный и надежный ИБП заключен в ударопрочный пластиковый корпус матового черного цвета. Дополнительные накладки на углах устройства, еще больше повышают его прочность, а также устойчивость в вертикальном положении. Размеры модели — 260*82*285 мм, а вес — 6,6 кг. Такой вес является достаточно маленьким показателем, так как обычно подобный тип устройств весит гораздо больше. За вентиляцию отвечают воздухозаборники, которых здесь два: один сзади, другой спереди. Вы должны помнить об этом факте, чтобы установить устройство правильно и обеспечить надлежащий приток воздуха. ЖК-дисплей очень информативный и отображает всю текущую информацию о своей работе, а за настройку устройства отвечают две кнопки. Задняя панель оснащена встроенными розетками, которые имеют заземление, защиту от молний и электромагнитных помех. Всего розеток здесь 4 штуки, где при отключении электричества питание будет подаваться на три верхних, а четвертая автоматически отключится. Технология AVR обеспечивает автоматическое регулирование напряжения. ЖК-дисплей оснащен яркой подсветкой.

1. Технология AVR;
2. Присутствует яркая подсветка;
3. Информативный ЖК-дисплей;
4. Присутствует функция автоматического тестирования аккумулятора;
5. Быстрая замена аккумулятора в случае необходимости;
6. Есть функция «холодный старт»;
7. Простая настройка.

Как выбрать бесперебойник для компьютера

При выборе устройства стоит ориентироваться по мощности прибора, длительности его автономной работы. Исходя из данных параметров, следует тщательно подбирать подходящий ИБП.

Стоит обращать внимание на вид компьютерного UPS. Их всего три:

1. Линейно-интерактивный (или просто интерактивный);
2. С двойным преобразованием;
3. Резервный.

О них подробнее будет идти речь позже.

Если Вы выбираете бесперебойник онлайн, не стоит делать выбор по выложенным фото, они могут обмануть. Стоит посмотреть обзоры от экспертов, желательно — видеообзоры.

Очень важно: не стоит переплачивать за излишние функции, которые Вам не понадобятся.

Есть другие параметры, очень важные при подборе. О них будет сказано отдельно. Расскажем о самых главных.

По мощности оборудования

Первоначально стоит выяснить на какую мощность рассчитан бесперебойник. Зачем покупать слишком мощное устройство, если расчетный суммарный показатель подключаемой к UPS (источнику бесперебойного питания) оргтехники будет намного ниже? Вдобавок за лишние киловатты придется доплачивать.

Очень важно: помните, что игровой компьютер потребляет больше КВт.

Так что перед покупкой UPS следует тщательно проанализировать и рассчитать общую мощность подключаемой техники. С другой стороны, если мощь используемой оргтехники будет недооценена и будет куплен ИБП с недостаточными параметрами, последний не сможет полностью исполнять свои обязанности.

На всех приборах и технике указывается потребляемые киловатты (номинальная мощность). Следует проверить этот параметр на всех планируемых к подключению устройствах, сложить их. У источников бесперебойного питания обычно указывается выходная мощность, выраженная в вольт-амперах (ВА), следует предварительно знать ее. Первый показатель нужно перевести во второй. Сделать это можно по формуле:

Pвых = Pном/k, где Pном — номинальная мощность, k — коэффициент мощности.

Последний показатель указывается в технических характеристиках, он колеблется от 0,1 до 1.

Выходная мощность всех подключаемых приборов должна быть на 25 — 30 процентов меньше таковой у ИБП.

Коэффициент мощности UPS не должен быть меньше подобного у используемой техники.

По длительности автономной работы

Длительность автономной работы бесперебойника зависит от емкости используемого в нем аккумулятора. Чем больше емкость устройства, тем дольше оно сможет работать, будучи отключенным от электросети. Не последнюю роль играет правильно проведенный расчет по мощности. Чем больше последний показатель у UPS, менее мощная используемая техника, тем дольше сохранится автономный режим.

Большинство UPS рассчитываются на автономную работу от 5 минут до 10 минут, времени хватает на корректное отключение компьютера. Есть приборы, возможность автономной работы которых доходит до 12 часов. С подобными бесперебойниками можно вообще не беспокоиться об отключении электроэнергии — обычное отключение ограничивается несколькими часами. Но стоят такие UPS намного больше своих «обычных» собратьев.

Стоит определиться, нужно ли покупать подобную модель. Возможно, подойдет обычное устройство.

По другим характеристикам

Мощность, возможное время автономной работы — наиболее важные характеристики при выборе UPS, но есть другие, на которые стоит обратить внимание.

Во-первых, нужно посмотреть число разъемов у UPS. Каждый потребитель должен знать наперед, сколько и каких приборов (если есть система непрерывного видеонаблюдения, надо учесть ее) будет подключено к устройству. Некоторые UPS снабжены специальными разъемами для защиты от перепадов электричества телефонных и информационных линий, что бывает важно при использовании телефонного подключения к Интернету. Вообще в ИБП могут быть использованы следующие разъемы:

• Розетки, подключающие технику к аккумулятору;
• Розетки, которые подключают UPS к стабилизатору без подключения к батарее;
• Разъем подключения бесперебойника к электросети;
• Разъем подключения сетевых и телефонных линий;
• Разъем для управления ИБП с компьютера;
• Разъем для диагностики и мониторинга (USB, COM).

Не только компьютеры нуждаются в защите от перепадов напряжения, лишние входы для розеток могут быть весьма кстати.

Во-вторых, важной функцией является способ индикации прибора. Недорогие модели оборудуют обычными светодиодами. Зеленый цвет говорит о нормальном состоянии устройства, тогда как красный — о поломке. Дорогие UPS снабжены ЖК-дисплеями, тут выводится самая важная информация о работе ИБП.

В-третьих, не последний фактор — фирма-производитель. Каждая отрасль имеет своих лидеров, производящих оборудование лучше своих конкурентов. Лучшие бесперебойники выпускают фирмы: Ippon, Luxeon, Powerman, P-Com, APC, Mustek, CyberPower, Eaton, SVEN, 3Cott, Inelt, наши Энергия и Бастион.

Все перечисленные характеристики необходимо учитывать при покупке, чтобы не быть разочарованным впоследствии.

Выше говорилось, что существуют три вида источника бесперебойного питания: резервный, интерактивный и с двойным преобразованием. Для каждого случая подойдет тот или иной вид бесперебойника. Более подробно расскажем об их применении, выполняемых ими функциях далее.

Резервный

Такой вид бесперебойника устроит потребителя, редко сталкивающегося с отключением электроэнергии, скачками напряжения. Резервный UPS является для подобного случая наиболее оптимальным вариантом. Автономная работа ограничивается 5 — 10 минутами, вполне достаточно, чтобы отключить компьютер от сети.

Интерактивный

При частых перебоях и скачках электроэнергии следует приобрести интерактивный UPS. Стоят они дороже резервных аналогов, но их выбор обходится дешевле, чем ремонт оргтехники после воздействия подобных казусов.

Цена выше, чем у предыдущего вида прибора во многом из-за использования более сложной схемы. Она позволяет при скачках не переходить в автономный режим, а выравнивает напряжение благодаря встроенному трансформатору. Аккумулятор включается только во время экстренных ситуаций, когда не удается добиться нормальной, стабильной подачи электричества.

С двойным преобразованием

Самыми дорогими являются источники с двойным преобразованием. Их покупка оправдана, когда речь заходить о бесперебойной эксплуатации серверов.

Их принцип работы намного сложнее, чем у упомянутых ранее бесперебойников. Питание на подключаемые устройства подается как от сети, так и от аккумулятора UPS. Сетевое напряжение подается на фильтр оборудования, происходит сглаживание перебоев, подавление высокочастотных помех. Затем происходит выпрямление тока при помощи диодов. Далее выпрямленное электричество подается на инвертор, там оно снова становится переменным, подается на потребляющие его устройства.

Применять подобный ИБП с домашним компьютером нецелесообразно.