Как работает источник бесперебойного питания: Устройство ИБП и принцип его работы. Как работает ИБП?

Для того чтобы обезопасить электроприборы от перебоев, возникающих в электросети, используется источник бесперебойного питания. Намного выгоднее раз купить такой аппарат, чем постоянно ремонтировать вышедшую из строя технику или покупать новую. Существует различие ИБП по мощности, размерам, наличию дополнительных функций.

Виды ИБП

Мощность системы, защищаемой от перепадов напряжения, может быть разной, поэтому при совершении выбора ИБП, надо обязательно учитывать этот параметр. Если необходимо защитить только компьютер, то нет смысла покупать дорогой и мощный ИБП, так как он не будет использовать свои возможности и станет дополнительным потребителем электроэнергии. Для домашнего компьютера будет достаточно прибора мощностью менее 1 кВА, тогда как для офиса, где есть много периферийных устройств, такое решение не подойдет.

Если общая подключенная мощность будет выше мощности ИБП, то он просто выключится, соответственно выключится и все оборудование. Мощность прибора будет влиять и такие его характеристики, как вес и габариты. Их также надо учитывать, чтобы была возможность установить аппарат в выбранном месте, и он вам не мешал.

Чтобы выбрать источник бесперебойного питания по мощности, надо сложить мощности всех подключаемых приборов и добавить к ней 20-30% запаса. Это позволит добавлять или убирать некоторое оборудование и не будет влиять на работу бесперебойника.

Существует три вида ИБП:

• Оффлайн (Standby). Это самый простой прибор, который представляет собой сетевой фильтр с преобразователем напряжения и имеет небольшую батарейку. Такое оборудования способно обеспечить работу подключенных приборов, после отключения напряжения на 3-25 минут. Этого вполне достаточно, чтобы сохранить информацию и отключить компьютер.

• Линейно интерактивный (Line-Interactive). Это наиболее распространенное оборудование. В нем установлена система автоматического контроля напряжения, которая включает батарею не только при отключении питания, но и при скачках напряжения.

• Онлайн (On-Line). Это самый эффективный ИБП, но и стоимость у него самая высокая. Он имеет сложную конструкцию: трансформатор, инвертор, выпрямитель напряжения. В этом случае нет задержек при и переключении на батарею. Такое оборудование является профессиональным и используется для защиты серверов и корпоративных сетей.

Устройство ИБП

Устройство бесперебойника будет отличаться у разных его видов. Если говорить об упрощенной его схеме, то такое оборудование состоит из аккумулятора и специальных устройств, компенсирующих перепады напряжения в сети. В его составе есть выпрямитель, инвертор и фильтр, у некоторых моделей может быть Bypass (обход).

Главным элементом, независимо от того, какой тип ИБП, будет аккумуляторная батарея. Именно от ее мощности будет зависть то, сколько времени после отключения электроэнергии сможет работать подключенное оборудование. Обычно источник бесперебойного питания имеет свинцово-кислотные батареи. Их параметры: напряжение 12 В и емкость 7-9Ач. Такие батареи герметичные и не обслуживаются. Самые простые офф-лайн модели имеют всего один аккумулятор, тогда как в мощных приборах их намного больше. Могут быть и гелиевые батареи, если срок службы у свинцово-кислотных 6-10 лет, то у гелиевых 10-15 лет.

Принцип работы

Источник бесперебойного питания имеет следующий принцип работы: когда в сети исчезает напряжение или его параметры выходят за допустимые пределы, а также происходит перекос фаз и изменение частоты, он автоматически переключает питание подключенного оборудования от своего аккумулятора. Батарея питает инвертор, который преобразует ее постоянное напряжение в переменное.

Некоторые ИБП имеют программное обеспечение, что позволяет дистанционно контролировать уровень заряда аккумулятора и напряжение на выходе прибора. В случае, когда компьютер или сервер питаются от ИБП и уровень заряда его батареи становится критичным, то происходит завершение используемых программ и отключение всех приборов.

Применение бесперебойников

• Защита подключенного оборудования от небольших и непродолжительных перебоев питания в электросети.
• Снижение шумов и фильтрация импульсных возмущений, возникающих в сети.
• Энергоснабжение подключенных устройств на протяжении определенного времени.
• Защита от перегрузок и короткого замыкания.

Приборы, имеющие более сложную конструкцию, обладают рядом дополнительных функций:

• Возможность автоматически отключать подключенное оборудование при длительных отключениях электроэнергии, а также перезагрузка его, после восстановления питания.
• Контроль и отслеживание основных параметров прибора, и его работоспособности.
• Отображение на дисплей параметров ИБП и параметров питающей сети.
• При наличии внештатных ситуаций, автоматическая сигнализация.
• Наличие таймера позволяет настраивать параметры отключения и включения подключенных приборов.

Кроме защиты компьютера, источник бесперебойного питания может использоваться для защиты различной бытовой техники.

Как выбрать источник бесперебойного питания

ИБП может устанавливаться на одно рабочее место, для офиса или для большой серверной станции. При его выборе учитывается время, которое необходимо для корректного отключения оборудования. Для одного компьютера будет достаточно линейно-интерактивного ИБП. Он обеспечивает работу компьютера на протяжении времени, которого достаточно, чтобы корректно завершить работу и уберечь компьютер от выхода из строя.

Для офиса или серверной станции, лучше всего приобретать он-лайн ИБП, которые могут обеспечивать работу подключенного оборудования на протяжении длительного периода времени.

Совершая выбор ИБП, изучите его паспортные данные и выбирайте мощность, которая обеспечит необходимое время автономной работы. Нельзя самостоятельно устанавливать дополнительные аккумуляторы, если это не предусмотрено для указанного прибора.

Для защиты не только компьютера, но и данных, надо использовать ИБП с программным обеспечением. Оно позволяет контролировать состояние сети и при длительных сбоях, открытые программы и все данные автоматически сохраняются, поэтому не происходит потеря информации.

Удобно, когда ИБП имеет не одну, а несколько розеток, что позволяет подключать сразу несколько потребителей. Наличие световой и звуковой индикации будет сигнализировать о переходе работы на автономный режим. Еще более удобно, когда есть дисплей, на котором отображается вся необходимая информация.

Надо приобретать приборы, у которых есть возможность замены батареи, так как срок ее службы ограничен, если такой возможности нет, то придется покупать новый ИБП, а это дорого.

Достоинства и недостатки

Достоинства онлайн ИБП:

• Возможность регулирования и стабилизации напряжения и частоты тока.
• Время переключения на автономный режим происходит без задержки и поэтому потребитель не замечает, когда это происходит.

Недостатки:

• За счет того, что выполняется двойное преобразование, происходит потеря электроэнергии.
• Имеет сложное устройство.
• Он постоянно работает, поэтому присутствует определенный уровень шума.
• Во время своей работы создает электромагнитные помехи.

Оффлайн ИБП находится в режиме ожидания и начинает работать, как только в сети появляются неисправности.

Основные достоинства:

• Более высокий коэффициент полезного действия.
• Так как работает только при аварии и для подзарядки батареи, то шумит намного меньше.

Недостаток такого оборудования в том, что при переключении на автономный режим, есть небольшая пауза, обычно она составляет 20 мс, в это время может происходить скачек напряжения. Кроме этого, эти приборы не могут регулировать такие показатели как напряжение и частота тока.

Интерактивный источник бесперебойного питания работает в режиме ожидания, но в нем есть автотрансформатор, который регулирует напряжение. Когда изменения напряжения не может быть скорректировано трансформатором, ИБП переходит на питание от аккумулятора.

Преимущества:

• Более плавный переход, чем у оффлайн, но все же задержка есть, она порядка 5 мс.
• Возможность стабилизации напряжения.
• Контролирует и регистрирует показатели электросети.

Недостаток такого оборудования в том, что оно не может регулировать частоту тока и если на выходе прямоугольные импульсы, то имеет такую же задержку во времени, как и оффлайн ИБП.

Полезные советы

Для того чтобы источник бесперебойного питания служил долго и надежно, надо придерживаться следующих рекомендаций:

• В среднем срок службы ИБП составляет 4-6 лет, а в идеальных условиях, он может достигать 10-12 лет.
• На срок службы негативно влияет частая полная разрядка батареи и сильная ее перегрузка.
• Если прибор не используется, то батарею надо хранить в заряженном состоянии, и раз в 3-4 месяца подзаряжать.
• Перед первым включением нового ИБП, необходимо зарядить аккумулятор, так как он во время хранения разряжается, дальше все происходит автоматически.
• Нельзя покупать новую батарею впрок, так как она имеет определенный срок хранения.
• Чтобы не произошел сбой калибровки прибора, надо вовремя менять вышедшие из строя аккумуляторы.
• Если прибор внесли с мороза, необходимо чтобы он нагрелся до комнатной температуры.
• Время от времени нужно выполнять самотестирование оборудования.
• Менять аккумуляторы можно только на однотипные батареи.

В связи с тем, что качество питания в наших электросетях не самое лучшее и часто возникают отключения электроэнергии, покупка и установка ИБП поможет сохранить технику от выхода из строя и даст возможность продолжить работу при кратковременном отключении электросети.

Похожие темы:

сферы применения и основные назначения

Некачественное электропитание – одна из основных проблем выхода из строя бытовой, офисной или промышленной техники. Несмотря на то, что помехи, возникающие в электрической сети, носят периодический характер, они оказывают пагубное влияние на компоненты современных электронных устройств, подключаемых к розетке. Для защиты критически необходимого оборудования или сохранения данных при исчезновении питающего напряжения наиболее часто используются источники бесперебойного питания.

Основные схемы работы и сферы применения источников бесперебойного питания

Назначение ИБП – обеспечение корректной работы нагрузки при резких «провалах» или «всплесках» напряжения, а также обеспечение кратковременной автономной работы подключенного оборудования при полном отключении электроэнергии. Современные бесперебойники делятся на три класса:

1. Резервные или Offline
2. Линейно-интерактивные
3. С двойным преобразованием энергии

Их конструкция и функционал несколько отличаются, но, как пользоваться бесперебойником, разобраться сможет каждый.

Для чего нужен ИБП резервного типа? Основная сфера его применения – защита бытового компьютерного и мультимедийного оборудования. Схема его работы предельно проста: в штатном режиме нагрузка питается от сети, а при исчезновении в ней напряжения прибор переключается в режим работы от батареи. Время переключения между типами функционирования – ненулевое. Бесперебойник питания для дома стоит относительно недорого и позволит защитить оборудование от незначительных перепадов напряжения и кратковременного исчезновения напряжения.

Преимущества ИБП линейно-интерактивного типа заключаются в более плавной стабилизации сигнала и возможности работы в широком диапазоне входных напряжений. Такие устройства не позволяют корректировать частоту сигнала при питании от сети, в режиме же питания от аккумуляторных элементов могут выдавать «чистую» или аппроксимированную синусоиду. Как можно использовать бесперебойник Line-Interactive? Он отлично подходит для защиты мониторов, системных блоков, узлов ЛВС, рабочих станций, компьютерной периферии и прочих устройств с импульсными блоками питания, что делает его отличным ИБП для офиса. 

Наиболее совершенный в плане защиты оборудования – ИБП с двойным преобразованием энергии. Но что ценного в бесперебойнике, разработанного по схеме Online? Для него характерно мгновенное переключение между режимами работы и независимость параметров сигнала на выходе от параметров на входе UPS. Поэтому именно этот тип ИБП предназначен для коммутации оборудования, особенно требовательного к качеству электропитания. Среди бесперебойников Online топологии, исходя из сферы их применения, можно выделить следующий типы:

Альтернативные варианты защитного оборудования

Многие задаются вопросом: а нужен ли бесперебойник, если напряжение в сети не пропадает, а просто «скачет»? Нужен ли бесперебойник для компьютера в таком случае? Ответом на эти вопросы может стать взгляд в сторону стабилизаторов напряжения. Эти устройства позволяют корректировать сигнал в очень широком диапазоне, подавая на вход нагрузки напряжение такого уровня, который был задан пользователем. В этом заключается основное достоинство данных приборов. Основным же недостатком является то, что стабилизатор перестаёт работать одновременно с исчезновением напряжения в электросети. Основная проблема устройств стабилизации – невозможность обеспечить автономную работу нагрузки. Поэтому важно чётко понимать, от чего именно необходимо защитить аппаратуру: от колебаний уровня сигнала или от частых и кратковременных отключений электроэнергии. В первом случае выходом из ситуации станет стабилизатор напряжения, во втором же – источник бесперебойного питания, назначение которого несколько обширнее.

Но что делать, если уровень сигнала в электросети относительно стабильный, но имеют место длительные отключения энергии? Выходом из такой ситуации может стать приобретение дизельного генератора. Они выпускаются с разными диапазонами мощностей и могут быть применены для обслуживания как бытовых, так и промышленных объектов. Различают модели на дизельном топливе и на бензине. Стартёр устройства может быть как ручным, так и электрическим. Преимущество использования такой установки заключается в том, что она может обеспечивать длительное время автономной работы оборудования с перерывами исключительно на сервисное обслуживание или дозаправку. Такая техника компактна, проста в обслуживании и легка в эксплуатации.

Эксплуатация ДГУ не лишена и ряда недостатков, к ним можно отнести:

• Невозможность самостоятельного перехода на питание нагрузки при исчезновении напряжения в сети электропитания;
• Шум в процессе работы;
• Наличие выхлопных газов;
  
• Большое количество расходных материалов (свечи, топливо и пр.)

Комплексные решения для защиты электронной аппаратуры

Для обеспечения максимальной защиты телекоммуникационного, серверного или промышленного оборудования использования одного типа устройств может быть недостаточно. Поэтому наиболее оптимальным решением может стать их комбинирование. К примеру, ИБП для аварийного освещения не обеспечит должного уровня автономности. Такая задача решается путём последовательного подключения блока бесперебойного питания и ДГУ. Для чего нужен бесперебойник в такой схеме? Для фильтрации напряжения и обеспечения автономности работы системы до тех пор, пока генератор не запустится и не войдёт в рабочий режим.

Для чего и как можно использовать бесперебойник в паре с стабилизатором напряжения? Для корректной работы оборудования на участках электросети, где наблюдаются частные перепады напряжения, которые не сопровождаются полным его отключением. За счёт этого может быть достигнуто существенное удешевление конструкции: недорогое устройство стабилизации обеспечит эффективную корректировку сигнала, а ИБП среднего уровня позволит добиться приемлемого уровня автономности.

Разновидности ИБП: мощность и топология

Частые перебои в энергосети не оставляют другого выбора, как купить ИБП для компьютера, котла отопления, офисного сервера или другой ответственной техники. Потребность защитить оборудование от поломки из-за нестабильного питания в сети целиком оправдывает такие расходы, как покупка бесперебойника. Практика показывает, что куда выгоднее приобрести источник бесперебойного питания, чем надеяться на удачу и попасть в ситуацию, когда нужно в короткий срок отремонтировать или купить новую технику. 

Существующие виды ИБП включают модели различной мощности, габаритов, дополнительных опций и стоимости, потому для каждого покупателя найдется подходящий качественный бесперебойник.

Но чтобы сделать правильный выбор, который станет разумным вложением и обезопасит систему технических устройств дома, офиса, предприятия, медицинского учреждения или центра хранения данных, следует рассмотреть типы источников бесперебойного питания.

ИБП по мощности

Вы наверняка и сами интуитивно догадались о том, что бесперебойник обязательно должен соответствовать потребностям защищаемой системы по мощности. Слишком мощный агрегат покупать нет смысла: для защиты простейшего компьютера ИБП 2кВт – избыточный вариант. Такой источник никогда не будет работать с максимальным КПД при таких условиях, и вместо этого станет лишним прибором, потребляющим электроэнергию. В то же время, для офисного сервера с подключенной системой периферийных устройств вряд ли подойдет ИБП мощностью менее 1 кВА, который будет представлять собой оптимальное решение для защиты домашнего ПК. Если прибор будет иметь меньшую мощность, чем общая подключенная нагрузка, то бесперебойник выключится в связи с перегрузкой. Вслед за ним выключится и всё подключенное к нему оборудование.

В зависимости от мощности аппарата различается и вес бесперебойника, и уровень шума, производимого им, и габариты. Убедитесь, что подобранная вами модель не будет излишне мешать вашему досугу и работе, и что вам есть, где разместить такой агрегат.

Есть много категорий источников бесперебойного питания, и подбирать устройство необходимо, исходя из потребностей вашей техники. В первую очередь, рассчитайте общую максимальную нагрузку. Желательно выбирать ИБП с небольшим запасом мощности – около 20-30%. Это гарантирует безопасность оборудования, создает благоприятные условия для работы самого бесперебойника и позволяет несколько видоизменять конфигурацию защищаемой системы, добавляя или заменяя определенные ее элементы. 

ИБП по топологии

Основная классификация источников бесперебойного питания затрагивает топологию их работы, или схемы построения устройства:

1. Резервные ИБП (off-line, back-UPS, standby) – простейшие бесперебойники, которые при помощи пассивных фильтров ликвидируют электромагнитные помехи и высоковольтные импульсы. Если напряжение пропадает или выходит за рамки нормированных значений, то нагрузка, питаемая от сети, переходит автоматически на питание от батареи ИБП.

2. Линейно-интерактивные ИБП (line-interactive) – модели бесперебойников со стабилизатором напряжения, позволяющим регулировать уровень входного напряжения. Современные производители настолько усовершенствовали линейно-интерактивный ИБП, что это устройство по сочетанию цены и надежности стало оптимальным решением для домашнего использования. При существенной нестабильности сети (частых колебаниях напряжения в диапазоне от 15-20 В) резервный бесперебойник будет постоянно переключать нагрузку на автономное питание, что негативно скажется на сроках службы батарей. Линейные ИБП больше подходят для сетей с нестабильным напряжением. Время переключения на работу от аккумулятора меньше, чем у первого типа бесперебойникв. Могут различаться по форме выходного напряжения: ИБП синусоидальный или с прямоугольным (трапецеидальным) напряжением.

3. ИБП с двойным преобразованием напряжения (on-line, double conversation) – профессиональные бесперебойники большой мощности с самым высоким уровнем надежности. ИБП с двойным преобразованием применяются для защиты серверов, ЦОД, рабочих станций, узлов связи, медицинского оборудования, критически важных приложений. 

Принцип работы ИБП on-line типа заключается в следующем:

• переменный ток на входе преобразуется в постоянный;
• инвертор преобразует постоянный ток в переменный и подает его к нагрузке.

Таким образом, бесперебойнику удается постоянно обеспечивать нагрузку чистым и стабильным (колебания не более 1%) напряжением. Время автономной работы некоторых моделей при подключении дополнительных аккумуляторных модулей может быть продлено до нескольких десятков часов.

ИБП on-line типа в системе ЦОД

Как выбирать бесперебойник?

Различные виды бесперебойников демонстрируют свои преимущества и недостатки, и выбор должен основываться исключительно на ваших возможностях и индивидуальных потребностях вашей системы. Вычислите показатели вашего оборудования, детально рассмотрите типы ИБП, ознакомьтесь с модельным рядом различных производителей – и вы найдете подходящее устройство, которое станет надежной защитой вашей технике.

Как выбрать бесперебойник (ИБП) для котла, насоса, сервера

Выбор бесперебойника становится актуальным для каждого владельца дорогой домашней техники при условиях нестабильной подачи электроэнергии.

К вопросу «как выбрать бесперебойник» вас могут подтолкнуть следующие сбои и неполадки в электросети:

• внезапное полное отключение напряжения;
• резкий «провал» напряжения – исчезновение сигнала на короткое время;
• повышение напряжение – скачок вверх;
• понижение напряжения по номиналу;
• возникновение радиочастотных и электромагнитных помех;
• появляющиеся высоковольтные импульсы;
• высокочастотные импульсные сигналы;
• коммутация с переходным процессом;
• различные искажения в синусоидальном сигнале напряжения.

Устранить негативные последствия этих явлений позволяет источник бесперебойного питания. Из-за широкого распространения проблем с энергопитанием многие задаются вопросом, какой бесперебойник выбрать для котла, и как подобрать ИБП для компьютера. Каким требованиям должен соответствовать оптимальный ИБП, который не станет неразумной тратой денег? Мы привели 9 простых советов, на которые вы можете опираться в решении, какой ИБП выбрать.

Совет 1: Определите, с какими проблемами электропитания приходится сталкиваться

Решая, какой ИБП выбрать для газового котла или как правильно выбрать ИБП для сервера, самым первым шагом, который от вас требуется, будет определение самых часто случающихся проблем в энергосети. Выпускаемые на современный рынок источники бесперебойного питания обладают существенным разбросом по техническим характеристикам и по стоимости. Поэтому шанс ошибиться и переплатить за чересчур мощный агрегат равно такой же, как и вероятность выбрать недостаточно надежный бесперебойник.

Обращайте внимание:

• мигают ли в квартире/доме/офисе лампочки;
• часто ли случается полное незапланированное отключение электричества;
• скачет ли напряжение настолько, что электроприборы выключаются или перезапускаются.

Совет 2: Определитесь со степенью нужной надежности ИБП

Существует 3 топологии производства ИБП, в зависимости от которых варьируется выходное напряжение, время переключения устройства на аккумуляторный режим работы, изменение напряжения при переходе на работу от батареи. Чтобы работа техники не прервалась при внезапных сбоях в электросети, выбор ИБП для компьютера или других устройств должен пасть на бесперебойник со временем переключения на батарейный режим менее 10 мс.

1. Резервные бесперебойники (Standby, Off-line, Back-UPS).
Ответ на вопрос, какой ИБП выбрать для компьютера. Если у вас не игровая станция и не сложный офисный узел оборудования, то самый простой тип ИБП – резервный – будет прекрасным экономным вариантом. Он обеспечит технику 5-7 минутами после отключения питания в сети, а этого времени достаточно, чтобы корректно завершить несложные программы и процессы и безопасно отключить ПК.

Перед тем, как выбрать ИБП резервного типа, убедитесь, что в вашей сети не наблюдаются сильные перепады напряжения (175-190 В). В этом случае бесперебойник, не имея стабилизатора, будет постоянно переключаться на режим работы от батареи, что укоротит век его батареи.

2. Линейно-интерактивные ИБП (Line-interactive) оснащаются автоматическим регулятором напряжения. Это выбор бесперебойника для компьютера или даже целой серверной комнаты при сильных скачках уровня напряжения. Устройство корректирует форму напряжения на выходе и стабилизирует его. В сравнении с резервными ИБП, линейные – дороже, но и надежнее в защите вашего оборудования. Остановившись на этом варианте, вы сможете как выбрать бесперебойник для насоса отопления, так и для негабаритного, но сложного и чувствительного оборудования и критически важных приложений.

3. Бесперебойники с топологией двойного преобразования напряжения (On-line, double conversation) – устройства с самой высокой степенью надежности и защиты вашей техники. Нет лучшего средства, чтобы обезопасить бесперебойник для газового котла, как выбрать он-лайн устройство. Он непрерывно преобразовывает поступающую энергию в стабильное (колебания не более 1%) напряжение постоянного тока. Недостаток таких приборов в их дороговизне: целесообразно применять такие ИБП в серверных, крупных дата-центрах, медицинских заведениях и на предприятиях.

Совет 3: Мощность ИБП должна быть больше мощности системы на 20-30%

Лучший возможный совет о том, как подобрать бесперебойник – это учет запаса мощности. Если выбор ИБП по мощности будет осуществлен неверно, и к бесперебойнику будет подключено более мощное оборудование, это приведет к отключению бесперебойника из-за перегрузки и самого оборудования. Как выбрать источник бесперебойного питания для компьютера: рассчитайте максимальную мощность всей нагрузки (вместе с периферийными устройствами) и выберите ИБП с номинальной мощностью больше полученного значения на 20-30%. По такому же принципу можно вычислить, как подобрать ИБП для газового котла.

Совет 4: Вычислите требуемое время автономной работы

Ищете источник бесперебойного питания? Какой выбрать, чтобы защищаемое оборудование точно не повредилось из-за скачков напряжения? Если вы выясняете, как выбрать ИБП для ПК, то для обычного компьютера достаточно 5-7 минут для сохранения текущих документов и корректного закрытия всех приложений и программ. Это среднее время, обеспечиваемое любым современным источником питания. Но если речь идет о более сложных и тяжелых программах, то не остается ничего другого, кроме как подобрать ИБП с более длительным временем работы от батареи.

Длительность времени резервирования может быть продлена при помощи установки дополнительных батарей. При необходимости вы можете решить, какой купить бесперебойник: модели с поддержкой внешний батарей оснащены специальными разъемами.

Совет 5: Убедитесь в наличии программного обеспечения

Перед тем, как выбрать бесперебойник для компьютера, логично удостовериться, что на этом самом компьютере будет работать специальное ПО для установки, наладки, управления и контроля за ИБП. Программное обеспечение позволит сохранять данные при завершении нестандартных программ, сложных приложений. Даже если вы не будете присутствовать в помещении рядом с компьютером во время сбоя в энергосети, ваши данные и техника будут в полной безопасности под надежной защитой бесперебойника.

Совет 6: Позаботьтесь о защите телефонных линий

Как выбрать правильный ИБП? Удостовериться, что он имеет достаточные возможности для обеспечения защиты не только компьютера, но и периферийных устройств. Если ИБП оснащен разъемами для телефонных линий, то ваш факс и модем тоже не испугаются перепадов напряжения. Разрушительные помехи могут возникать даже во время грозы: если модем подключен к бесперебойнику, он спокойно выдержит это испытание.

Совет 7: Предпочитайте бесперебойники с понятным управлением

Этот нюанс особенно актуален для домашнего применения источников бесперебойного питания. Помимо вопроса, как выбрать ИБП для дома, вам придется столкнуться и с необходимостью самостоятельно управляться с этим агрегатом впоследствии. Подбирайте модели с интуитивно понятными интерфейсом, удобным ЖК-дисплеем для отображения информации. Вы хотя бы сможете найти значение символов на экране в инструкции по эксплуатации бесперебойника и понять, о чем устройство пытается сообщить.

Совет 8: Возможность замены батарей – это плюс

Решая, какой ИБП выбрать для котла, компьютера или другой домашней техники, остановите выбор на модели с заменяемыми батареями. Ресурс батареи ИБП – не более 3-5 лет, а модуль аккумуляторов составляет почти 50% стоимости всего устройства. Дешевле купить новую батарею, чем заменить весь ИБП!

Совет 9: Найдите подходящее место для ИБП в квартире

Источники бесперебойного питания при работе весьма шумны (40-45 децибел), потому располагать устройство в спальне – не лучшая идея. Даже с тем, как выбрать бесперебойник для котла и разместить его, могут возникнуть трудности. Важно, чтобы оборудование (ИБП и внешние батарейные модули) не перегревалось, иначе оно выйдет из строя раньше срока. Постарайтесь располагать каждую единицу техники на расстоянии не менее 1 метра от другого корпуса, чтобы работа батарей не приводила к перегреву от соседствующего агрегата.

Как работает источник бесперебойного питания

Источник бесперебойного питания (ИБП) – это устройство, подключенное между источником питания и компьютером, чтобы гарантировать, что электрический поток не прерывается. Устройства ИБП используют батареи для поддержания работы компьютера в течение некоторого времени после сбоя питания. Его не следует путать с резервными генераторами, которые не обеспечивают защиту от кратковременного отключения питания или могут привести к кратковременному прерыванию питания при его включении в работу, будь то вручную или автоматически.Устройства ИБП обычно обеспечивают защиту от скачков напряжения, отключений и помех в сети. ИБП состоит из трех основных компонентов:

1. Выпрямитель : сохраняет напряжение в батарее после преобразования переменного тока в постоянный. Сбои питания влияют только на процесс зарядки аккумулятора, потому что аккумулятор заряжается от выпрямителя.
2. Батарея : сохраняет энергию для использования при прерывании источника питания и определяет продолжительность времени, в течение которого ИБП будет поддерживать ваше оборудование.
3. Инвертор : Преобразует энергию постоянного тока аккумулятора в мощность переменного тока для оборудования. Инвертор непрерывно подает питание на компьютер так же, как аккумулятор обеспечивает бесперебойное питание инвертора.

Производительность ИБП определяется в единицах ВА. Как правило, для ПК с ЭЛТ-мониторами напряжение 500 ВА обеспечивает резервное питание от батареи в течение примерно 15 минут. Системы бесперебойного электропитания можно разделить на три категории – автономные, интерактивные и онлайн:

1. Автономный ИБП : При автономном ИБП линия переменного тока является основным источником питания.Если ИБП обнаруживает падение тока или напряжения, он автоматически переключается на резервный аккумулятор. Когда питание переменного тока восстанавливается, ИБП переключается обратно. Время переключения (передачи) должно составлять не более четырех миллисекунд, что является пределом допустимого отклонения типичного блока питания компьютера. Если сбой питания дольше, большинство электронного оборудования отключится. Это наименее дорогой выбор источников бесперебойного питания и предназначен только для домашнего пользователя.
2. Линейно-интерактивный ИБП : В этом типе ИБП отдельное зарядное устройство, инвертор и переключатель выбора источника автономного ИБП были заменены комбинированным инвертором / преобразователем.Этот инвертор / преобразователь заряжает аккумулятор и преобразует его постоянный ток в переменный ток для вывода на защищенные устройства. Питание от сети переменного тока по-прежнему является основным источником питания, а аккумулятор – вторичным. Когда питание линии работает, инвертор / преобразователь заряжает батарею; при отключении питания размыкающий переключатель размыкается и работает в обратном порядке. Поскольку инвертор всегда включен и подключен к выходу, эта конструкция обеспечивает дополнительную фильтрацию и снижает переходные процессы переключения по сравнению с топологией автономного ИБП.Как правило, они обходятся дороже по сравнению с автономными ИБП и, следовательно, используются в основном в качестве резервных копий для корпоративных рабочих станций. Преобразовательный ИБП Delta является модификацией линейного интерактивного ИБП. В этой конфигурации основной источник питания смешан с питанием от инвертора. Поскольку первичная мощность отличается от своего нормального значения, инвертор приходит в себя, чтобы восполнить разницу.
3. ИБП , работающий в режиме онлайн : это также называется Источником бесперебойного питания с двойным или прямым преобразованием, преобразующим переменный ток в постоянный и затем преобразующим постоянный ток в переменный, для питания подключенного оборудования.Батареи напрямую подключены к уровню постоянного тока. Это эффективно отфильтровывает сетевой шум и все другие аномалии от мощности переменного тока. Дополнительным преимуществом этой технологии является то, что система остается в том же режиме работы. По сравнению с другими топологиями ИБП существуют потери эффективности из-за двойного преобразования всей мощности, необходимой для нагрузки. Будучи более сложным, он обычно стоит больше, чем автономный ИБП. Это также менее эффективно и имеет тенденцию иметь более высокие эксплуатационные расходы и более высокую рабочую температуру.

,

типов бесперебойного питания с работающими устройствами

Полная версия ИБП представляет собой источник бесперебойного питания или источник бесперебойного питания. Это электрическое устройство, обеспечивающее аварийное питание для различных нагрузок, когда обычно отсутствует входная мощность. ИБП отличается от системы аварийного электроснабжения тем, что он обеспечивает почти мгновенную защиту от прерываний электропитания, обеспечивая энергию, запасенную в батареях, суперконденсаторах. Время работы от батареи для большинства ИБП относительно короткое, но этого достаточно для запуска резервного источника питания.Основное назначение ИБП заключается в обеспечении защиты оборудования, такого как компьютеры, электрооборудование, компьютер и центры обработки данных, в случае сбоя питания. Это устройство поддерживает работу компьютера в течение нескольких минут после сбоя питания и защищает данные на компьютере. В настоящее время существуют различные типы систем ИБП, поставляемые с программным компонентом, который позволяет выполнять резервное копирование автомобиля на случай, если нет перебоев с питанием, когда вы находитесь вдали от компьютера.

Источник бесперебойного питания 10

Принципиальная схема источника бесперебойного питания

Ниже показана принципиальная схема ИБП, которая показывает, как батареи в оборудовании контролируют работу при отключении питания.Входное напряжение первичной обмотки трансформатора (TR1) составляет 240 В. Вторичная обмотка трансформатора (TR2) может быть поднята до 15 В, если значение составляет не менее 12 В при 2 Ампер. Предохранитель используется для защиты цепи совы от коротких замыканий. Наличие электричества вызовет светодиода led1. Светодиоды погаснут при отключении питания, и батарея ИБП вступит во владение. Эта схема разработана для обеспечения более гибкой схемы, в которой ее можно модифицировать, используя различные батареи и регуляторы, чтобы предлагать регулируемые и нерегулируемые напряжения.Используя две 12-вольтовые батареи и положительный вход 7815 регуляторов, мы можем контролировать 15-вольтовое питание.

Принципиальная схема источника бесперебойного питания

Типы ИБП

Нарушения электропитания могут иметь различные формы, такие как скачки напряжения, спады напряжения, скачки напряжения и гармоники. Эти проблемы могут привести к серьезному повреждению электрических механизмов, в основном на этапах производства или критической обработки действия. Чтобы снизить риск искажения источника питания, системы ИБП часто интегрируются в электрические сети.Производители оборудования для электронного электроснабжения могут предложить постоянный, высококачественный поток энергии для различных электрических нагрузочных устройств, и эти устройства обычно используются в приложениях промышленной обработки, медицинских службах, аварийных устройствах, телекоммуникациях и компьютерных системах передачи данных. Система ИБП может быть полезным устройством для обеспечения точной работы источника питания.

Типы ИБП

Источники бесперебойного питания подразделяются на три типа, такие как

• Резервный ИБП
• Линейно-интерактивный ИБП
• Онлайн ИБП

Резервный ИБП

Резервный источник бесперебойного питания также называется как автономный ИБП, который обычно используется для ПК.Блок-схема этого ИБП показана ниже. Этот ИБП включает в себя аккумулятор, инвертор переменного или постоянного и постоянного или переменного тока, статический переключатель и ФНЧ, который используется для уменьшения частоты переключения от напряжения О / П и ограничителя перенапряжения. Резервная система ИБП работает с коммутатором выбрать AC i / p в качестве основного источника питания и заменить батарею и инвертор в качестве резервного источника на случай отключения основного питания. Инвертор обычно работает в режиме ожидания и запускается только в случае сбоя питания, а переключающий переключатель регулярно переключает нагрузку на резервные блоки.Этот тип системы ИБП отличается небольшими размерами, высокой степенью эффективности и довольно низкими затратами, что делает этот ИБП простым.

Резервный ИБП

Линейно-интерактивный ИБП

Ниже показана блок-схема ИБП Line Interactive, это наиболее распространенный ИБП, используемый для малого бизнеса. Проектирование линейных интерактивных ИБП аналогично резервному ИБП, кроме того, в конструкцию Line Interactive обычно входит автоматический регулятор напряжения (AVR) или трансформатор с переключением отводов. Это улучшает регулирование напряжения путем регулирования отводов трансформатора, поскольку напряжение на входе / выходе отличается.Регулирование напряжения является важной особенностью, когда существуют условия низкого напряжения, в противном случае ИБП перейдет на батарею и, наконец, снизит нагрузку. Использование более распространенного аккумулятора может привести к преждевременному выходу аккумулятора из строя. Функциональные возможности этого ИБП – небольшой размер, низкая стоимость и высокая эффективность – позволяет ИБП работать в диапазоне 0,5–5 кВА. бесперебойный источник питания.Это наиболее часто используемый ИБП, и его структурная схема показана ниже. Конструкция этого ИБП аналогична резервному ИБП, за исключением того, что основным источником питания является инвертор, а не сеть переменного тока. В этой конструкции ИБП повреждение i / p AC не вызывает срабатывания переключающего переключателя, потому что i / p AC заряжает источник резервного аккумулятора, который подает питание на инвертор o / p. Таким образом, во время сбоя питания переменного тока i / p эта операция ИБП не приводит к времени передачи.

Интернет-ИБП

В этой конструкции как инвертор, так и зарядное устройство батареи изменяют общий поток мощности нагрузки, что приводит к снижению эффективности и связанному с этим увеличению тепловыделения.Этот ИБП обеспечивает практически идеальную производительность при работе от сети. Но постоянный износ силовых компонентов снижает надежность по сравнению с другими конструкциями, а энергия, затрачиваемая на неэффективность электрической энергии, является важной частью стоимости жизненного цикла ИБП. Кроме того, мощность I / P, потребляемая большим зарядным устройством, часто является нелинейной и может создавать помехи в электропроводке здания с резервными генераторами.

Это все о том, что такое ИБП (источник бесперебойного питания), принципиальная схема ИБП с пояснениями, типы ИБП.Мы надеемся, что вы лучше поняли концепцию UPS. Кроме того, любые вопросы, касающиеся этой темы или проектов электроники, пожалуйста, оставьте свой отзыв, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вопрос для вас, каковы приложения UPS?

Фото Кредиты:

.Источник бесперебойного питания

(UPS): Обзор и руководство по покупке

<------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ------------------------>

ЧТО ТАКОЕ UPS?

Источник бесперебойного питания (ИБП) – это электронное устройство с питанием от батареи, которое продолжает подавать электроэнергию на нагрузку в течение определенного периода времени во время сбоя электросети или когда напряжение в сети выходит за пределы нормальных пределов.Его типичное применение – резервное питание ПК. Большие постоянные устройства можно использовать для питания серверов и другого оборудования или даже всего дома. Помимо резервного копирования, большинство моделей также обеспечивают защиту от перенапряжения и кондиционирование питания. Общий стандарт для систем резервного питания ИБП – серия МЭК 62040. Излишне говорить, что даже кратковременное отключение питания может привести к потере несохраненных данных на настольном компьютере, на котором был запущен или перезапустил ваш модем. Вот почему ИБП является обязательным в доме и офисе.С технической точки зрения, чтобы сделать источник бесперебойного питания, вам нужна резервная аккумуляторная батарея, зарядное устройство AC-DC и инвертор DC-AC.

ВИДЫ ИБП

. Существует три основных типа ИБП: резервный (автономный), линейный интерактивный и онлайн. Каждый из этих типов подает энергию от батареи, когда сеть выходит из строя, но при нормальных условиях они обрабатывают энергию по-разному. Обратите внимание, что в отличие от домашних генераторов, ни одному из них не нужны движущиеся части.

A Резервный ИБП (SPS) включает в себя реле передачи.Он переключает нагрузку на инвертор с батарейным питанием, когда основной переменный ток находится вне диапазона. Типичное время передачи составляет от 2 мс до 10 мс, в зависимости от того, сколько времени требуется для обнаружения потери напряжения в сети и включения инвертора. В течение этого времени ток на нагрузку на мгновение прерывается. Вот почему перечисление таких устройств как «бесперебойное» несколько вводит в заблуждение. Сегодняшние ПК имеют встроенный блок питания с переключением режимов, который по своей природе обеспечивает определенное время удержания («пробега»).Для справки: блок питания SMPS для персональных компьютеров должен обеспечивать время удержания не менее 16 мс при номинальной нагрузке (это число соответствует одному циклу входа 60 Гц). Поскольку оно больше, чем обычное время передачи ИБП, большинство компьютеров не подвержены влиянию перехода от сети к ИБП. С другой стороны, поскольку SPS-инвертор работает в режиме ожидания и запускается только при сбое входного источника, он имеет наивысшую эффективность (95-98%) и надежность. Потому что это также самый дешевый источник питания ИБП (до $ 0.10 на номинальный вольт-ампер), он стал самым распространенным продуктом резервного копирования, используемым для настольных ПК. Обратите внимание, что в некоторых старых системах инвертор генерировал выходной сигнал прямоугольной формы, а не синусоидальный, что может вызвать проблемы с некоторым чувствительным оборудованием. Примером популярной резервной модели с хорошими отзывами является CyberPower CP750LCD.

Резервный ИБП с феррорезонансным типом имеет дополнительный феррорезонансный трансформатор, который формирует выходное напряжение и накапливает энергию для более плавной передачи. Его основным недостатком является нестабильность, когда он загружается SMPS с интерфейсом PFC.По этой причине такие системы больше не используются.

Линейно-интерактивный ИБП в нормальных условиях сглаживает и в некоторой степени регулирует входное переменное напряжение с помощью фильтра и трансформатора с переключением отводов.

Двунаправленный инвертор / зарядное устройство всегда подключено к выходу и использует часть мощности переменного тока для поддержания заряда батареи. Когда источник входного сигнала выходит из строя, переключатель передачи отключает вход переменного тока, а затем аккумулятор / инвертор подает нагрузку. Типичная эффективность этого типа составляет 90-96%.В настоящее время это наиболее распространенная конструкция в диапазоне мощности 0,5-5 кВА. Примером линейного интерактивного типа является Tripp Lite AVR550U.

ИБП в режиме онлайн всегда передает всю или, по крайней мере, часть выходной мощности через свой инвертор даже при нормальных условиях сети и, следовательно, обеспечивает истинную бесперебойную мощность с временем передачи 0 мс. Примером онлайн-типа является CyberPower OL1000RTXL2U. Этот тип дороже. Его основными приложениями являются небольшие серверы и сети, но в настоящее время он используется и дома.Существует два основных типа онлайновых ИБП: двойное преобразование и дельта-преобразование.

Онлайн-ИБП с двойным преобразованием непрерывно обрабатывает всю мощность через последовательно соединенный выпрямитель / зарядное устройство переменного и постоянного тока и инвертор постоянного тока. Дополнительный байпасный переключатель позволяет поддерживать нагрузки непосредственно от источника переменного тока при некоторых неисправностях (например, при отказе инвертора). Хотя такой тип обеспечивает PFC и лучшее качество выходного напряжения по сравнению с другими конструкциями, двойная обработка энергии приводит к снижению эффективности (обычно 80-90%).Этот тип является общим для критических приложений.

Онлайн-ИБП с дельта-преобразованием включает в себя дополнительный «дельта-преобразователь», который доставляет часть энергии непосредственно к нагрузке и обеспечивает коррекцию коэффициента мощности. Такой частичный обход ступеней выпрямителя / инвертора во время нормальной работы приводит к более высокому КПД (до 97%).

Для большинства настольных приложений достаточно SPS-типа. Однако, если вы хотите избежать даже кратковременных прерываний питания, ищите линейный интерактивный тип.Среди основных отечественных поставщиков Tripp Lite, пожалуй, единственный, кто четко указывает типы своих моделей. Различные требования к рабочим характеристикам и испытаниям, такие как пределы амплитуды и длительности отклонения выходного напряжения, приемлемые для нагрузочных блоков питания в режиме переключения (SMPS), определяются стандартом IEC 62040-3. Обратите внимание, что производители небольших ИБП для ПК обычно рекламируют свои системы по вольт-амперным характеристикам. Типичная максимальная реальная мощность в ваттах такого резервного источника питания составляет всего 60% его номинальной мощности ВА.Такое соотношение по умолчанию между ваттами и VA основано на старом компьютерном блоке питания без PFC, который имел коэффициент мощности от 0,6 до 0,7. Поэтому, когда вы покупаете блок питания ИБП, убедитесь, что полезная мощность ваших нагрузок не превышает 60% от номинальной мощности ВА. Чтобы найти требуемую мощность, добавьте токи на паспортной табличке всех устройств, которые вы хотите создать резервную копию, и умножьте результат на 120. Обратите внимание, что технически это даст вам вольт-ампер, а не ватт. Тем не менее, сегодняшняя электроника имеет почти единичный коэффициент мощности.Итак, ваши ватты будут практически одинаковыми. Например, если ваша система потребляет 2,5 A, то она потребляет до 2,5×120 = 300 Вт. В этом случае вам необходимо выбрать устройство резервного копирования, рассчитанное как минимум на 300 / 0,6 = 500 ВА.

Хотя источники ИБП, как правило, дешевые, небольшие и удобные, они подходят не для всех применений. Их общий недостаток – относительно короткое время выполнения. Вот почему в большинстве спецификаций указывается при половинной загрузке . Для небольших потребительских устройств время работы при половинной нагрузке обычно составляет 13-20 минут.Обратите внимание, что эта характеристика не является линейной. При полной нагрузке вы можете получить только 1/3 срока службы при половинной нагрузке. Если вы ищете более длительную резервную копию, рассмотрите электрические генераторы.

Источник бесперебойного питания (ИБП), как это работает?

Как работает источник бесперебойного питания (ИБП)? Давайте сначала начнем со структуры и функции источника бесперебойного питания, а затем перейдем к деталям принципа работы ИБП.

Система питания ИБП

состоит из 4 частей: выпрямления, накопления энергии, преобразования и включения-выключения. ИБП реализует функцию стабилизации напряжения с выпрямителем, который обычно представляет собой управляемый кремнием выпрямитель (SCR) или высокочастотный переключающий выпрямитель.Выпрямитель контролирует выходную амплитуду в соответствии с изменением внешнего источника питания; при изменении источника питания (изменение должно соответствовать системным требованиям), оно выдает выпрямленное напряжение, амплитуда которого остается неизменной.

Функция очистки ИБП выполняется аккумулятором энергии. Поскольку выпрямитель не может устранить мгновенные импульсные помехи, выпрямленное напряжение все еще имеет импульс помехи. Аккумуляторная батарея может не только накапливать энергию постоянного тока, но и играет роль конденсатора большой емкости для выпрямителя, его эквивалентная емкость пропорциональна емкости аккумуляторной батареи.Поскольку напряжение на обоих концах конденсатора не может внезапно измениться, импульсные помехи устраняются благодаря свойству гладкости конденсатора для импульсов, что обеспечивает очистку, а также защиту от помех. Преобразователь гарантирует стабильную частоту бесперебойного питания. Стабильность частоты определяется стабильностью частоты колебаний преобразователя. Для облегчения ежедневной эксплуатации и технического обслуживания системы питания ИБП в этой системе предусмотрены рабочий выключатель, автоматический байпасный переключатель после самоконтроля неисправности, капитальный обходной переключатель.

Когда питание в сети работает нормально, нагрузка находится под напряжением, как показано на рисунке ниже, и аккумуляторная батарея ИБП заряжается синхронно. Когда внезапно происходит сбой питания, источник бесперебойного питания (ИБП) начинает работать, а аккумуляторная батарея обеспечивает питание нагрузки для поддержания нормальной работы (как показано черным цветом →). Если нагрузка серьезно перегружена из-за производственных потребностей, мощность сети напрямую подается на нагрузку после выпрямления (как показано пунктирной линией).

ИБП в основном состоит из двух частей: хоста и аккумулятора. Номинальная выходная мощность зависит от хоста, но она также связана со свойством нагрузки, потому что источник питания ИБП имеет разные возможности для разных нагрузок. Как правило, мощность нагрузки должна составлять 70% от номинальной мощности источника питания ИБП. Емкость аккумуляторной батареи в основном зависит от ее резервного времени после определения мощности нагрузки, и это резервное время отличается от разных условий на разных предприятиях.Резервное время в основном определяется временем включения запасной батареи, обычно оно составляет от нескольких минут до нескольких часов.

Преобразование
• AC-DC
  Питание переменного тока от электросети преобразуется в питание постоянного тока после понижения напряжения на автотрансформаторе, двухполупериодного выпрямления и волновой фильтрации, а затем подается в схему инвертора. Вход AC-DC имеет схему плавного пуска, чтобы избежать воздействия на электрическую сеть при запуске.
• DC-AC инверторная схема
  Полная мостовая инверторная схема с мощным IGBT-модулем имеет большой избыток мощности.Его выходной импеданс довольно мал в выходном динамическом диапазоне, поэтому он имеет характеристику быстрого отклика. Благодаря технологии ограничения тока высокочастотной модуляции и технологии быстрой защиты от короткого замыкания, инвертор может безопасно и надежно работать при перепадах напряжения, скачках нагрузки или коротких замыканиях.
• Управляющее управление
  Управляющее управление – это ключ к полному функциональному управлению всей машиной. В дополнение к обеспечению обнаружения, защиты, синхронизации и различных переключателей, отображает сигнал привода, он также управляет синусоидальной широтно-импульсной модуляцией SPWM.Благодаря двойной обратной связи по напряжению, динамические характеристики и стабильность инвертора значительно улучшаются.

,