Что внутри бесперебойника для компьютера

Трехфазные источники бесперебойного питания ups, apc

Для многих производств и бытовых приборов необходимо обеспечение постоянного напряжения. Предлагаем рассмотреть, что такое промышленный бесперебойный источник питания для котла и компьютера, схема подключения прибора, а также принцип работы ИБП.

Источник бесперебойного питания ОКВЭД 73.10 74.20.1 (УПС, URS, UPS) – это электрическое устройство, которое обеспечивает аварийное питание на нагрузке, в том случае, если прерывается или слабеет сигнал от сети. ИБП отличается от вспомогательной, аварийной энергосистемы или генератора ожидания в том, что он обеспечивает практически мгновенно защиту от входных перебоев электроснабжения, поставляя энергию, запасенную в аккумуляторных батареях, конденсаторах или маховиках.

Время работы источников бесперебойного питания от аккумулятора является относительно коротким (всего несколько минут), но достаточным, чтобы включить резервный источник питания или правильно выключить защищаемое оборудование. Нужно отметить, что стабилизатор имеет другие функции, но их многие путают.

Источники бесперебойного питания

Фото — Источники бесперебойного питания

Как правило, чаще всего в бытовых условиях используется источник бесперебойного питания для компьютера, защиты аппаратных средств, центров обработки данных, телекоммуникационного оборудования или других электрических приборов, где неожиданный перебой с подачей электроэнергии может привести к травмам, гибели людей, серьезному нарушению производства или потерю данных (радиостанции, ПК, ноутбука, базы данных, сервера, АТС, насоса, для газовых котлов отопления).

Источник бесперебойного питания для сервера работает в диапазоне размеров от единицы, для защиты одного компьютера без видеомонитора (около 200 вольт-ампер рейтинга), и для крупных объектов, питающих целые центры обработки данных или зданий.

Источники питания

Фото — Источники питания

Что можно сделать?

Из старого бесперебойника может получиться множество устройств на скорую руку. Кроме всего прочего, среди них следует особо отметить полезные в быту:

зарядное устройство;
простой инвертор;
ИБП для газового котла;
источник 12 вольт (для магнитолы и других целей).

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.

Бесперебойники классифицируются по трем типам в зависимости от конструктивных схем:

Резервная используется для переключения на аккумуляторное питание.
Интерактивная применяется для линейно-интерактивных бесперебойников.
Схема двойного преобразования предназначена для блоков питания онлайн.

Резервные источники

ИБП оффлайн или резервный источник нужен для домашних компьютеров и поддержки работоспособности локальный сетей в офисах.

Принцип работы – автоматическое переключение ПК на питание от аккумуляторов при отключении электроэнергии. Роль переключателя играет механическое реле, отчего ИБП издает щелкающие звуки при изменении режимов работы.

Линейно-оперативные

Такие UPS применяются для защиты от перепада напряжений сетевого и телекоммуникационного оборудования или группы компьютеров.

Особенность работы – защита ПК от повышенного или пониженного напряжения без перехода в аварийный режим за счет включения в схему автотрансформатора.

Блоки питания онлайн (для серверов)

Мощные UPS с двойным преобразованием применяются для файловых серверов, рабочих серверных станций и сетевых устройств, которые требовательны к питающему напряжению.

Особенности действия – входное переменное напряжение преобразуется выпрямителем в постоянное, затем через инвертор в эталонное переменное, которое подается на устройства. Аккумуляторная батарея постоянно подключена к выходу выпрямителя и входу инвертора и постоянно питает их в аварийном режиме.

UPS онлайн обеспечивают стабильное напряжение на серверах и нулевое время переключения на аккумуляторы.

Переделав бесперебойник на инвертор, на выходе мы получим:

стабилизатор напряжения;
зарядное устройство;
и конечно инвертор.

После нашей переделки, если бесперебойник на 300 Вт, то на него можно нагрузить Вт 200. Конечно, чем мощней бесперебойник, тем больше можно увеличить на него нагрузку.

В некоторых бесперебойниках попадаются места, где можно дополнительно усилить мощность. Эти места называются транзисторными ключами. Стоит их допаять, как мощность бесперебойника увеличится.

Производители порой не допаивают такие транзисторы, чтобы удешевить изделие. Транзисторы нужно такого же номинала, как и установлены.

Так же следует увеличить сечение проводов от разъёма платы до АКБ на крокодилы.

От трансформатора вторичной обмотки до клем платы,

нужно добавить в параллель ещё по одному проводу для увеличения сечения.

Трансформатор пришлось немного расковырять, чтобы добраться до выхода вторичной обмотки. Этих проводов выходит три штуки.

Чтобы бесперебойник не пищал каждую минуту, мы должны выпаять круглую пищалку.

Далее в корпусе я коронкой по гипсу или по дереву высверлил отверстие для вентилятора и расположил его так, чтобы он дул на ключи транзисторов и радиаторов.

На задней стенке удалил ненужные разъёмы и оставил отверстие от них для выхода воздуха.

От этих клем находим два провода питания 220 вольт – выход с платы после преобразователя и эти провода выводим наружу, закрепляем свою розетку.

Наш инвертор из бесперебойника почти готов. Для контроля разряда батареи автомобильного аккумулятора можно встроить цифровой вольтметр. Я на всякий случай ещё подключил термодатчик для контроля температуры на транзисторных ключах. Термопару от мультиметра закрепил на радиаторе транзистора полевика.

Немаловажный момент: инвертор из бесперебойника должен иметь запуск холодного включения – это функция, когда он может включаться без внешнего питания от бытовой розетки 220 вольт. В некоторых моделях кнопка включения холодного пуска имеет двойное нажатие с разным интервалом времени.

Вот и все переделки. Такой инвертор можно брать с собой в поездку – на пикник, рыбалку, дома – через него можно подключать лампы, ноутбук, заряжать телефоны, фонарики, на даче и в сельской местности – подключать инкубатор, освещение теплицы и т. д., но не более 70% мощности от нашего изделия.

Для освещения лучше использовать диодные лампы, они мало тянут и ярко горят. Так же я подключал паяльник на 80 Вт, даже телевизор работает без проблем.

В быту иногда возникает острая необходимость в бесперебойном питании различных устройств. Это могут быть аварийное освещение, инкубаторы, аквариумное оборудования или простой усилитель, с которым компания вырвалась на природу. Современные бюджетные компьютерные источники бесперебойного питания способны проработать не более получаса от автономного питания, а те которые могут и специально для этого предназначены, стоят совсем других денег. Автомобильные инверторы на выходе не всегда выдают частоту в 50 Гц. Если нужна автономность на несколько часов, тогда в голову сразу приходит мысль, можно ли запитать UPS от обыкновенного автомобильного аккумулятора. На этот вопрос мы и постараемся сегодня дать ответ, сделаем инвертор из ИБП своими руками.

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 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.