Схемы бесперебойников: Схемы блоков бесперебойного питания (UPS), методика ремонта

Схемотехника источника бесперебойного питания N-Power SVP-625

В статье рассматривается принципиальная схема источника бесперебойного питания (ИБП) под российско-итальянским брэндом N-Power. Однако маломощные ИБП этой торговой марки производились на китайских заводах, и их качество, мягко говоря, оставляет желать лучшего. Поэтому отказы этих устройств не являются редкостью. А что самое ценное при ремонте электронного устройства? Конечно же, наличие принципиальной схемы.

 

Принцип работы

Источник бесперебойного питания N-Power SVP625 (Smart-Vision Prime) мощностью 625 ВА относится к системам линейно-интерактивного типа. Этот тип систем предполагает, что ИБП переходит на питание от аккумуляторов только в случае пропадания сетевого питающего напряжения или при значительном отклонении напряжения от номинального диапазона значений. В состав любого линейно-интерактивного источника входит модуль автоматической регулировки выходного напряжения (англ. – AVR), который позволяет повышать или понижать входное сетевое напряжение на фиксированную величину, в результате выходное напряжение остается в заданном диапазоне значений. Наличие AVR приводит к тому, что ИБП значительно реже переходит на работу от аккумуляторов, что положительно сказывается на ресурсе батарей.

Рис. 1. Форма выходного тока ИБП

 

Рис. 2. Внутренняя компоновка ИБП

 

 

N-Power SVP-625 при работе от аккумуляторов формирует на своем выходе импульсное переменное напряжение (рис. 1), о чем в рекламных буклетах производитель умалчивает. UPS оснащен коммуникационным интерфейсом USB для мониторинга и управления. Внутренняя компоновка источника питания представлена на рис. 2, на котором видно, что в качестве силового трансформатора используется тороидальный трансформатор, к преимуществам использования которого можно отнести следующие:

– повышение КПД;

– снижение уровня шума;

– улучшение массогабаритных показателей;

– снижение токов холостого хода в 10…20 раз;

– уменьшение электромагнитных полей рассеяния в несколько раз. Назначение обмоток трансформатора и общая схема его подключения представлены на рис. 3. Конфигурация обмоток трансформатора является достаточно традиционной для линейно-интерактивных ИБП данного класса. Можно считать, что имеется три обмотки:

– Силовая низковольтная обмотка, ток в которой формируется инвертором в момент перехода на работу от аккумуляторов. В среднюю точку этой обмотки подается напряжение с аккумулятора. Поочередное переключение силовых ключей инвертора формирует ток то в одном, то в другом плече этой обмотки, в результате чего и создается выходной переменный ток. Провод этой обмотки имеет максимальное сечение. Средний вывод обмотки обозначается красным проводом, а крайние выводы – черным и белым проводами (достаточно часто встречаются трансформаторы, в которых вместо белого провода используется синий).

Рис. 3. Назначение обмоток трансформатора и общая схема его подключения

 

– Высоковольтная силовая обмотка, подключенная к входу-выходу ИБП. К этой обмотке прикладывается сетевое питающее переменное напряжение 220 В или наоборот, на этой обмотке формируется выходное напряжение ИБП при работе от аккумуляторов. Эта обмотка совмещена с обмоткой автоматического регулятора напряжения AVR, и вместе они представляют собой автотрансформатор. На обмотке AVR формируется напряжение, уровень которого составляет примерно 13% от уровня сетевого напряжения, и это напряжение добавляется к сетевому, или вычитается из него. Другими словами, модуль AVR представляет собой автотрансформатор, обмотка которого подключается синфазно или противофазно в зависимости от того, что требуется сделать – повысить или понизить выходное напряжение относительно входного.

– Дополнительная (вторичная) обмотка, к которой подключается зарядное устройство или схема фиксации (клампирования). Когда сетевое напряжение присутствует, ЭДС, наведенная на этой дополнительной обмотке, используется для заряда аккумулятора. Когда же сетевое напряжение пропадает, и ИБП переходит на работу от аккумулятора, эта обмотка используется для фиксации на нулевом уровне выходного напряжения ИБП в моменты между “отрицательными” и “положительными” полуволнами (рис. 4).

Рис. 4. Эпюра выходного напряжения ИБП с фиксированным нулевым уровнем

 

В целом, схемотехника рассматриваемого ИБП не отличается какими-либо интересными решениями, все реализовано традиционно, как и в подавляющем большинстве аналогичных устройств других производителей. Конструктивно вся схема ИБП выполнена на одной печатной плате типа PB-000SC-1КОМ-V80 (рис. 5). Принципиальная схема этой платы представлена на рис.6. На самом деле в этом UPS есть еще одна печатная плата (на рис. 5 она справа), которая запаивается в основную плату. На этой дополнительной плате находится контроллер USB, выполняющий функцию коммуникации с персональным компьютером.

Рис. 5. Внешний вид печатной платы PB-000SC-1КОМ-V80

 

 

Рис. 6. Принципиальная электрическая схема ИБП (по щелчку крупно)

 

 

Далее мы проведем анализ схемотехники этого ИБП по принципиальной электрической схеме (рис. 6) и отметим его основные узлы.

 

Схемотехника и назначение основных узлов

Входные и выходные цепи

Эти цепи служат для фильтрации сетевых помех и защиты нагрузки, подключенной к ИБП, от бросков сетевого напряжения. Фильтрация осуществляется конденсаторами CX1, CX2, CY1, CY2 (рис. 6). Защита от повышенного напряжения обеспечивается варистором MOV1. Здесь же находятся коммутирующие реле RY1, RY2 и RY3. Реле RY1является входным, оно своими контактами замыкает или размыкает вход с выходом. Когда сетевое напряжение находится в допустимом диапазоне значений, контакты реле замкнуты и входное сетевое напряжение передается на выход ИБП. Когда же сетевое напряжение пропадает или выходит за допустимые границы, контакты RY1 размыкается, отключая выход ИБП от входа. Реле RY2 и RY3 относятся к модулю AVR и позволяют подключить обмотку автотрансформатора синфазно или противофазно сетевому напряжению.

 

Датчик выходной мощности

Он позволяет измерять величину выходного тока, протекающего через нагрузку, подключенную к ИБП. В качестве измерительного элемента в этой схеме используется низкоомный резистор R101 (0,2 Ом). Резистор установлен таким образом, что весь выходной ток ИБП протекает через него, в результате на резисторе создается падение напряжения, прямо пропорциональное силе тока в нагрузке. Таким образом, напряжение, полученное на резисторе, соответствует мощности нагрузки, подключенной к выходу ИБП. Выпрямление и сглаживание напряжения, снимаемого с резистора R101, осуществляется схемой на базе операционного усилителя (ОУ) LM324 (вход – выв. 5 и 6 ИМС U2). На выходе схемы датчика мощности формируется сигнал POWER, который подается на аналоговый вход (выв. 1) микропроцессора U1 типа MDT10P73.

 

Датчик входного напряжения

Этот датчик позволяет измерить величину сетевого напряжения, и, естественно, оценить его наличие. С входного разъема IN (CN2) берется сетевое напряжение (сигнал HOT), которое далее через ограничительные резисторы R7-R10 подается на вход операционного усилителя LM324 (выв. 9 и 10 U2). Схема на основе этого операционного усилителя выпрямляет и сглаживает входное напряжение, в результате чего формируется сигнал постоянного тока VIN, подаваемый на аналоговый вход микропроцессора AIC0 (выв. 2 U1). Уровень сигнала VIN прямо пропорционален напряжению питающей сети.

 

Датчик частоты и фазы питающей сети

Позволяет измерить частоту переменного тока питающей сети и его фазу. С входного разъема IN (CN2) берется сетевое напряжение (сигнал HOT), которое далее через ограничительные резисторы R17, R18, R19 подается на вход ОУ LM324 (выв. 12 и 13 U2). В результате на выходе операционного усилителя формируется импульсное напряжение (сигнал PHASE). Частота и фаза этих импульсов соответствует частоте и фазе переменного тока сети. Эти импульсы подаются на вход микропроцессора PB1 (выв. 21 U1).

 

Зарядное устройство

Этот узел представляет собой линейный стабилизатор. В качестве источника энергии зарядное устройство использует ЭДС, наводимую в дополнительной обмотке силового трансформатора (контакты 4 и 3 разъема CN1) в периоды, когда сетевое напряжение номинальное. Снимаемое с этой обмотки переменное напряжение выпрямляется диодным мостом (D5-D8), после чего дополнительно выпрямляется диодом D9 и сглаживается конденсатором С15. Для получения необходимого зарядного напряжения величиной около 14,5 В используется интегральный стабилизатор LM317 (U5). Величина его выходного напряжения, а соответственно, и величина зарядного напряжения, определяется резистивным делителем R28 R29. Зарядное устройство управляется сигналом CHRG, который формируется микропроцессором на выв. 22 PB1. Этот сигнал разрешает (высоким уровнем) или запрещает (когда установлен в низкий уровень) работу зарядного устройства. Напряжение, прикладываемое к аккумулятору, на схеме обозначено как BAT+.

 

Датчик выходного напряжения

Он контролирует величину напряжения на выходе ИБП во время резервной работы от аккумулятора. Для оценки выходного напряжения используется ЭДС, наведенная на дополнительной обмотке силового трансформатора PT (контакты 4 и 3 разъема CN1). Снимаемое с этой обмотки переменное напряжение выпрямляется диодным мостом D5-D8, и через делитель R26 R27 подается на аналоговый вход микропроцессора AIC4 (выв. 7 U2). Сигнал VOUT прямо пропорционален выходному напряжению ИБП.

 

Датчик заряда аккумулятора

Этот датчик позволяет оценить величину напряжения на аккумуляторе. Он представляет собой обычный резистивный делитель напряжения R2x R2xx. Делитель подключается к контакту аккумуляторной батареи (BAT+). С этого делителя напряжение, пропорциональное напряжению на аккумуляторе, подается на аналоговый вход AIC2 микропроцессора U1 (выв. 4).

 

Пусковая цепь

Эта цепь обеспечивает запуск ИБП при нажатии кнопки на панели управления. Пусковой кнопке соответствует контакт 4 соединительного разъема CN4. В момент нажатия на кнопку открываются транзисторы Q1 и Q2, в результате чего напряжение аккумулятора VBAT прикладывается к стабилизатору напряжения +5 В, выполненному на микросхеме типа 7805 (U4). От этого стабилизатора питается микропроцессор U1. После запуска микропроцессора открытое состояние транзисторов Q1, Q2 и управление ими обеспечивается выходным сигналом микропроцессора PC5 (выв. 16 U1). Этим сигналом, например, микропроцессор выключает ИБП при получении команды через коммуникационный интерфейс или при значительном разряде аккумуляторной батареи во время резервного режима работы. В момент запуска (при открытых транзисторах Q1, Q2) также начинает вырабатываться напряжение +V1, необходимое для управления силовыми транзисторами инвертора.

 

Инвертор

Инвертор обеспечивает формирование переменного тока на выходе ИБП в резервном режиме. Он построен по схеме двухтактного преобразователя, часто называемого Push-Pull. Преобразователь создает ток в низковольтной силовой обмотке трансформатора PT. В среднюю точку этой обмотки подается напряжение аккумулятора. Для создания переменного тока транзисторы инвертора должны переключаться поочередно с частотой 50 Гц. Одно “плечо” двухтактного преобразователя образовано парой параллельно включенных транзисторов Q4, Q5, а второе плечо – транзисторами Q6, Q7. Такое параллельное включение транзисторов позволяет увеличить мощность схемы. Поочередное включение транзисторов обеспечивается сигналами PSHPL1 и PSHPL2, которые микропроцессор формирует в резервном режиме на своих выходах – выв. 23 и 24.

 

Схема клампирования

Схема предназначена для формирования нулевого уровня в выходном напряжении ИБП во время работы инвертора. Такая фиксация осуществляется шунтированием дополнительной обмотки силового трансформатора в соответствующие моменты времени. Шунтирование обеспечивается транзистором Q8, который управляется сигналом CLAMP, формируемым на выходе микропроцессора PB4 (выв. 25 U1). Алгоритм формирования переменного тока с “паузой на нуле” демонстрирует рис. 7.

Рис. 7. Эпюры для пояснения принципа работы схемы фиксации нулевого уровня

 

Микропроцессор

Он управляет источником бесперебойного питания в соответствии с микропрограммой, “прошитой” в его внутренней энергонезависимой памяти EEPROM. Микропроцессор типа MDT10P73 установлен в контактную панель. Наличие внутренней прошивки делает микропроцессор уникальным, что приводит к значительным сложностям при его неисправности и необходимости замены. Процессор также имеет встроенную оперативную память, АЦП, стек, таймеры, тактовый генератор и другие узлы. Он работает на тактовой частоте 20 МГц, которая задается кварцевым резонатором X1.

 

Датчик температуры

Он позволяет измерить температуру внутри корпуса ИБП. Это необходимо для предотвращения аварийных режимов работы ИБП и аварийных режимов заряда-разряда аккумулятора. В качестве датчика температуры используется термистор Th2. Сигнал с этого датчика подается на аналоговый вход микропроцессора AIC1 (выв. 3 U1).

 

Коммуникационный интерфейс

Обеспечивает связь с печатной платой, на которой находится контроллер USB. Эта небольшая печатная плата впаивается в четырехконтактный разъем USB.

 

Панель управления

Лицевая панель управления подключается к разъему CN4. Ее светодиоды-индикаторы управляются микропроцессором (выв. 27, 28,15 U1). Кнопка панели управления выведена на контакт 4 разъема CN4.

 

Буферный каскад

Позволяет усиливать сигналы, формируемые микропроцессором для управления некоторыми цепями. Буферный каскад реализован на микросхеме U3 типа ULN2003A, которая представляет собой сборку из семи усилителей Дарлингтона. Эта микросхема выполняет очень важную функцию, обеспечмвая “развязку” между микропроцессором и силовыми каскадами. Так, например, при выходе из строя транзисторов инвертора сборка U3 не должна “пропустить” импульсы повышенного напряжения и тока на микропроцессор, предотвращая, тем самым, его отказ.

 

“Пищалка”

Этот узел (на схеме обозначен BZ1) формирует предупреждающие звуковые сигналы при аварийных режимах и во время работы от аккумулятора. Управление “пищалкой” осуществляет микропроцессор с выв. 13 (PC2).

 

Неисправности ИБП

В заключение необходимо сказать несколько слов о неисправностях этой модели ИБП. Так как UPS N-Power имеют не такое распространение, как, например, источники бесперебойного питания APC или IPPON, большого разнообразия отказов автору статьи наблюдать не пришлось. Все встретившиеся неисправности были связаны с инвертором, а именно, с пробоем силовых транзисторов Q4-Q7. При этом в обязательном порядке перегорают предохранители FUSE1 и FUSE2 (оба по 25 А). В некоторых случаях пробой транзисторов инвертора приводил к выходу из строя микросхемы U3, что было очень хорошо заметно по ее корпусу. Справедливости ради следует отметить, что наличие буфера U3 защитило микропроцессор U1 от такой же участи.

Автор: Алексей Конягин (г. Пенза)

Источник:  Ремонт и сервис

Схема UPS на 600 ватт

Схема UPS на 600 ватт

Схема UPS

  Схема простейшего UPS на рисунке вверху, мощностью 600 ватт, выполнена практически полностью на отечественных и доступных микросхемах, за исключением силовых ключей. КПД преобразователя около 98%, идеально подходит для питания компьютеров и прочей техники соответствующей мощности.
  Источник бесперебойного питания автоматически включается при пропадании сетевого напряжения, тем самым ваша нагрузка остаётся включённой, а при появлении сетевого напряжения автоматически подключит нагрузку к сети. Это полезно, например, если подключили компьютер, при пропадании сетевого напряжения это устройство позволит благополучно сохранить данные и выключить компьютер естественным путём. Схема легко повторяема, не требуется особых навыков в радиоэлектронике, требуется лишь внимательность и аккуратность в повторении схемы. Навесной монтаж делать не рекомендуется, лучше нарисовать печатную плату под эту схему, если самому не получится, можно попросить знакомого, кто имеет такие возможности. Задающий генератор выполнен с кварцевой стабилизацией частоты, далее частота кварцевого генератора 128 кГц делится двумя микросхемами К561ИЕ11 и уже частота 500 Гц поступает на счётчик-делитель К561ИЕ8, где сигнал делится на 10 и стабильная частота 50 Гц с паузами между импульсами поступает на драйвер управления силовых ключей. Датчиком наличия или отсутствия сетевого напряжения служит реле, которое и коммутирует нагрузку от сети или от аккумулятора. Силовой трансформатор нужно брать мощностью не менее 600 ватт, из железа, так как преобразователь напряжения работает на частоте 50 герц, количество витков рассчитываем самостоятельно, исходя из габаритной мощности трансформатора.

Транзисторы IRL2505 можно заменить на аналогичные или пару меньшей мощности, например IRF3205, IRF1405. Микросхема К561ИЕ11 — двоичный, четырехразрядный, реверсивный счетчик. Его удобно применять для подсчета приращения данных, причем несколько корпусов К561ИЕ11 можно объединить в многокаскадные синхронные либо асинхронные счетчики. На основе этих микросхем выполняются синхронные делители частоты. Счетчик имеет четыре выхода QO — Q3, входы предварительной записи-установки S0 – S3, а также вход разрешения этой операции SE. Вход и выход переноса С и Свых имеют активные напряжения низкого уровня. Довольно популярная микросхема К561ИЕ8 (зарубежный аналог CD4017) является десятичным счетчиком с дешифратором. В своей структуре микросхема имеет счетчик Джонсона (пяти каскадный) и дешифратор, позволяющий переводить код в двоичной системе в электрический сигнал появляющийся на одном из десяти выходов счетчика. Из минусов данного преобразователя напряжения можно отметить отсутствие подзарядки аккумулятора 🙂 и всяческие защиты от короткого замыкания и перегрузки тоже отсутствуют. Так что использовать аппарат надо аккуратно, лучше бы поставить на питание хотя бы предохранитель на 40-50 ампер.

Следующее Предыдущее Главная страница

Схемы простого источника бесперебойного питания (ИБП)

---

← Предыдущая страница

Следующая страница →

В этой статье мы собираемся создать простой источник бесперебойного питания (ИБП) с использованием 12-вольтовой батареи. Мы собираемся объяснить эти схемы ИБП очень просто, чтобы их мог понять новый студент-электронщик. Эти схемы ИБП могут использоваться для управления конкретным устройством или нагрузкой.

Простой источник бесперебойного питания

В этой идее схемы мы можем построить дома, используя самые обычные или часто используемые компоненты, чтобы получить разумную мощность. Эту простую схему ИБП можно использовать не только для обычной электрической нагрузки, но и в сложных устройствах, таких как компьютерные блоки питания. В этой схеме инвертора используется модифицированная конструкция с синусоидой. Характеристики источника питания ИБП могут не требоваться критически для работы сложных цепей. Этот источник бесперебойного питания, представленный здесь, вполне может удовлетворить требования. Эта инверторная схема также включает в себя встроенное универсальное зарядное устройство.

Необходимые компоненты Для цепи ИБП

• IC1= SN74LVC1G132 или один вентиль от IC4093
• IC2=4017
• IC3=7805
• Р1=20К
• Р2, Р3=1К
• R4,R5 = 220 Ом
• С1=0,095Uf
• C2,C3,C4=10 мкФ/25 В
• Т0 = BC557B
• Т1,Т2=8050
• Т3, Т4=БДИ29
• ТРАНСФОРМАТОР=12-0-12В/10А/230В

Понимание конструкции схемы

IC1 SN74LVC1G132 имеет один вентиль НЕ-И, заключенный в небольшой корпус. Это сердце каскада генератора, и для необходимых колебаний требуется всего один конденсатор и один резистор. Значение этих двух пассивных компонентов определяет частоту генератора и может быть изменено по вашему желанию, и эта частота составляет около 250 Гц.

Генерируемая частота применяется к следующему каскаду, состоящему из одного декадного счетчика IC 4017. IC 4017 сконфигурирован таким образом, что его выходы создают и повторяют набор из пяти последовательных логических высоких выходов. при этом вход представляет собой прямоугольную волну, поэтому генерируемый выходной сигнал также является прямоугольной волной.

Секция зарядного устройства для ИБП

Базовые выводы двух пар спаренных мощных транзисторов Дарлингтона с высоким коэффициентом усиления присоединены к ИС таким образом, что она получает и передает питание на альтернативные выходы.

Поскольку базовые напряжения на транзисторах от ИС пропускаются, результирующий прямоугольный импульс от трансформатора имеет только 1/2 среднего значения по сравнению с другими инверторами. Это измеренное среднеквадратичное значение мощности генерируемых прямоугольных волн очень похоже на среднее значение сетевого переменного тока, которое обычно доступно в наших домашних розетках, и, таким образом, подходит для самых сложных электронных устройств.

этот источник бесперебойного питания является полностью автоматическим и вернется в режим инвертора в момент сбоя входного питания. Это делается через пару реле; RL2 имеет двойной набор контактов для реверсирования обеих выходных линий.

Компоненты, необходимые для цепи зарядного устройства

• T1,T2,=BC547
• Т3=8550
• Т4=ТИП32К
• Т5=8050
• Р1, Р2, Р3, Р4, Р7=1К
• P1=4K7 ПРЕДУСТАНОВКА, ЛИНЕЙНАЯ
• R6=СМ. ТЕКСТ
• RL1=12 В/400 Ом, SPDT
• RL2=12 В/400 Ом, SPDT, D1—D4=1N5408
• Д5, Д6=1Н4007
• С1=2200 мкФ/25 В
• С2 = 1 мкФ/25 В
• TR1=0-12В, ТОК 1/10 АККУМУЛЯТОРА АЧ

Связанные цепи

• Проект простого инвертора 4 В: объяснение
• Работа схемы преобразователя постоянного тока в переменный

Источник бесперебойного питания, ИБП » Electronics Notes

Источники бесперебойного питания

используются во многих областях, таких как критически важные компьютерные центры, центры обработки данных и т.

д., чтобы обеспечить подачу питания даже во время кратковременного отключения электроэнергии.

---

Схемы питания. Учебное пособие. Включает:
Обзор цепей питания. Линейный источник питания Импульсный источник питания Сглаживание конденсатора Схемы выпрямителя переменного тока Схемы регулятора напряжения Схема стабилизатора напряжения стабилитрона Защита от перенапряжения Характеристики блока питания Цифровая мощность Шина управления питанием: PMbus Бесперебойный источник питания

---

Источник бесперебойного питания, ИБП, иногда также называемый источником бесперебойного питания, представляет собой форму источника питания, которая использует основной источник питания, такой как сеть, но также способна поддерживать питание оборудования, на которое подается питание, когда основной источник не работает или прерывается.

Ключевой особенностью источника бесперебойного питания, ИБП, является то, что он обеспечивает мгновенную или почти мгновенную защиту от перебоев питания.

Источники бесперебойного питания

используются в приложениях, где поддержание мощности имеет первостепенное значение. Обычно системы ИБП используются для центров обработки данных, компьютерных систем и некоторых медицинских приложений, где непрерывность питания имеет решающее значение.

Для многих предприятий отключение электроэнергии, даже очень короткое, может иметь катастрофические последствия. Серверы и файлы могут стать недоступными и потребовать перезагрузки. Худший сценарий может заключаться в том, что данные будут повреждены в результате внезапного и беспорядочного отключения.

Использование системы ИБП может предотвратить аварию в случае кратковременного отключения электроэнергии. ИБП плавно переключается на какую-либо форму питания от батареи, чтобы продолжать питать любые устройства до тех пор, пока либо не будет восстановлено основное питание, либо, возможно, не будет активирован резервный генератор, или устройства не будут должным образом отключены.

Проблемы с системами сетевого питания

Прежде чем рассматривать, что такое система ИБП и как может помочь резервное копирование ИБП, сначала необходимо разобраться в проблемах, чтобы увидеть, что можно сделать.

Мощность, полученная от сети или линейных систем питания, не совсем идеальна. Возникают проблемы, которые могут вызвать проблемы с электронными системами. Различные проблемы различаются в зависимости от страны, местоположения и т. д.

Основные проблемы с питанием, которые могут возникнуть:

• Всплеск:   Всплеск — это кратковременный скачок входного напряжения в линии электропередачи. Обычно это вызвано ударом молнии в линию в сети. Она также может возникнуть при включении больших индуктивных нагрузок и распространении по линии противо-ЭДС. Перенапряжения могут повредить и разрушить электронику, поскольку они могут попасть в электронное устройство и вызвать повреждение электронных компонентов, которые не предназначены для того, чтобы выдерживать скачки высокого напряжения.

• Отключение:   Отключение — это термин, используемый для описания отключения электроэнергии. Это может длиться от нескольких секунд и выше. Они могут быть вызваны неисправностями в системе электроснабжения, в результате общего использования или в результате неблагоприятных погодных условий: шторма, снега, наводнения и т. д.

• Отключение:   Отключение — это еще одна форма сокращения обслуживания. Это падение подаваемого напряжения. Они могут возникать преднамеренно или непреднамеренно. Хотя энергетические компании во многих странах имеют строгие ограничения на напряжение, которое им необходимо поддерживать, это не так во всех регионах земного шара, и энергетические компании могут снижать напряжение на короткий или длительный период, чтобы уменьшить нагрузку на ресурсы и предотвратить полное отключение электроэнергии.

• Пониженное напряжение:   Состояние пониженного напряжения или «провал» напряжения может быть описано как кратковременное понижение напряжения.

  Это кратковременное снижение напряжения.

• Перенапряжение:   Состояние перенапряжения возникает, когда напряжение, подаваемое линией электропередачи, выше, чем должно быть в течение длительного периода времени, т. е. это не всплеск или выброс. Обычно повышение напряжения недостаточно велико, чтобы его можно было определить как всплеск или всплеск.

• Шумы в линиях электропередач:   Шумы в линиях электропередач, также известные как частотные шумы, могут нарушить или ухудшить работу цепи, вводя в систему нежелательные сигналы.

• Изменение частоты:  В некоторых энергосистемах возможно изменение частоты. Обычно национальные энергосистемы точно рассчитаны по времени, чтобы различные источники выработки электроэнергии работали синхронно. Однако могут возникать колебания частоты в локальном источнике питания, например. местный дизель-генератор и т. д.

• Гармонические искажения:   Обычно предполагается, что форма волны от линии электропитания будет синусоидальной. В некоторых случаях он может иметь высокое содержание гармоник, и это может нарушить работу внутренних источников питания оборудования, таких как импульсные источники питания и т. д., вызывая проблемы с используемым оборудованием.

Эти различные проблемы с системами питания могут привести к проблемам в электронном оборудовании при питании от сети.

Компьютеры, серверы и другое оборудование, связанное с ИТ, могут быть особенно подвержены проблемам с линией электропередач, и их часто необходимо защищать, иначе могут возникнуть дорогостоящие перерывы в обслуживании или повреждения. Это делает резервные системы ИБП достойными внимания.

Основы источников бесперебойного питания

Целью источника бесперебойного питания ИБП является обеспечение питания переменного тока от обычной линии или подключения к сети, когда оно доступно, но в случае сбоев питания источник бесперебойного питания будет использовать резервные альтернативы, часто в виде батареи. Используя такие методы, как инверторы, они будут обеспечивать имитацию источника переменного тока для поддержания питания оборудования.

Существует несколько различных типов источников бесперебойного питания, и необходимо выбрать правильный тип для конкретного применения.

Источник бесперебойного питания ИБП отличается от вспомогательного источника питания тем, что ИБП обеспечивает мгновенную или практически мгновенную защиту от перебоев питания. Вспомогательному источнику питания может потребоваться некоторое время для замены питания.

Часто ИБП обеспечивает замену батарей. Они будут иметь только ограниченное время работы – часто от 5 до 20 минут, но этого должно быть достаточно, чтобы обеспечить упорядоченное завершение работы системы для предотвращения потери данных или позволить запустить вспомогательный источник питания. Во многих случаях можно увеличить мощность, чтобы обеспечить защиту в течение более длительных периодов времени. Обычно это достигается за счет использования более крупных батарей или принятия других стратегий, которые смогут обеспечивать питание в течение более длительного периода времени.

Источники бесперебойного питания, ИБП варьируются по номинальной мощности от небольших систем, которые могут защитить один компьютер, до гораздо более крупных, используемых для защиты целых центров обработки данных и т. д.

Технологии бесперебойного питания

Существует несколько различных технологий источников бесперебойного питания, которые можно использовать.

Различные типы этих блоков питания используются в различных приложениях, одни для большей мощности, а другие для меньшей мощности. Принятый подход зависит от требований.

• Резервная или автономная технология ИБП:   Эта форма технологии бесперебойного питания, часто называемая SPS (резервный источник питания), используется для обеспечения недорогого решения для преодоления риска потери данных, и т.д. из-за перебоев в подаче электроэнергии. Это один из самых базовых типов. Он обеспечивает защиту от перенапряжения вместе с резервным аккумулятором.

  Защищаемое оборудование обычно подключается напрямую к входящей линии или сети электропитания. Чтобы обеспечить защиту от переходных процессов или перенапряжения, используются устройства фиксации переходного напряжения, подобные тем, которые используются в обычной вилке с защитой от перенапряжения, – они подключаются через линию электропередачи.

  Когда входное напряжение сети падает ниже заданного уровня, источник бесперебойного питания обнаруживает состояние низкого напряжения и активирует внутреннюю схему преобразователя постоянного тока в переменный, которая питается от внутренней аккумуляторной батареи. В ИБП обычно используются механические переключатели или реле для переключения оборудования, которое должно питаться от нового источника питания. Время переключения может достигать 25 миллисекунд в зависимости от времени, которое требуется резервному ИБП для обнаружения пропадания сетевого напряжения и переключения переключателей.

  Также следует помнить, что мощность, обеспечиваемая этой формой технологии бесперебойного питания, представляет собой форм-фактор прямоугольной волны, а не синусоидальную, как при подаче обычного сетевого питания.

• Линейно-интерактивная технология ИБП:   Эта форма ИБП, технология бесперебойного питания, ориентирована на среднюю ценовую категорию. Он основан на технологии резервного ИБП, добавляя трансформатор переменного напряжения с несколькими ответвлениями для обеспечения защиты от устойчивых ситуаций с низким или повышенным напряжением.

  Эта форма технологии бесперебойного питания использует автотрансформатор с выбираемыми ответвлениями для компенсации любых длительных колебаний напряжения. Изменяя отвод на трансформаторе, можно поддерживать правильное выходное напряжение. При этом мощность батареи сохраняется, поскольку ИБП может работать от сети или от сети, даже если входная мощность не полностью соответствует нормальному указанному напряжению.

  Эта форма технологии ИБП особенно ценна в районах, где сеть или электросеть не особенно надежны и могут иметь значительные колебания и случайные отключения. Он обеспечивает защиту от любых ситуаций, хотя в случае длительных отказов может потребоваться подключение вспомогательного источника питания, поскольку питание от батареи вряд ли сможет поддерживать длительные периоды без сетевого питания.

• ИБП онлайн или с двойным преобразованием:   Эта форма технологии бесперебойного питания обеспечивает более высокий уровень защиты. Первоначально этот тип технологии бесперебойного питания обычно использовался для крупных установок, однако затраты и технологические усовершенствования позволили использовать их для небольших установок.

  В системе ИБП On-Line или двойного преобразования используются те же строительные блоки, что и в других технологиях источников бесперебойного питания. Однако большая разница с онлайн-ИБП заключается в том, что батареи все время находятся в цепи, а это означает, что не требуются силовые выключатели, и устраняются проблемы с отключениями при переключении.

  По сути, входящее питание от сети или сети преобразуется, выпрямляется и подается на батареи. Затем питание для оборудования нагрузки берется от батарей/выпрямляется и через инвертор, который возвращает напряжение к требуемому линейному входному напряжению. Эта форма ИБП получила свое название от двойного преобразования, потому что мощность преобразуется из переменного тока в постоянный для подзарядки аккумуляторов, а также для питания преобразователя постоянного тока в переменный.

  Таким образом видно, что батареи всегда включены в цепь, а это означает, что переключатели не требуются. Когда происходит потеря мощности, входной выпрямитель не получает питания, и в результате питание берется от батарей. После возобновления сетевого питания выпрямитель будет питать оборудование, а также перезаряжать батареи.

Эти различные технологии источников бесперебойного питания представляют собой основные используемые технологии. Существуют и используются другие технологии ИБП, но не так широко, как описано.

Покупка источника бесперебойного питания, ИБП

Хороший ИБП, источник бесперебойного питания является важной покупкой для многих предприятий, использующих ПК, серверы и другие электронные устройства, которые должны работать 24 часа в сутки, семь дней в неделю.

Однако мысль о покупке источника бесперебойного питания может показаться очень затратным занятием.

Удивительно маленькие системы ИБП для дома и малого бизнеса намного дешевле, чем многие могут подумать.

При рассмотрении вопроса о покупке системы ИБП стоит задуматься о том, что вам нужно и какая система ИБП лучше всего соответствует потребностям при заданной стоимости

• Требуемый тип резервного ИБП:   Важно выбрать правильный тип системы ИБП для конкретного применения и ожидаемых проблем. Различные типы систем ИБП обеспечивают разные уровни защиты. Стоит проанализировать, что нужно, и, следовательно, иметь возможность выбрать необходимый тип системы резервного копирования США..

  Проблема с линией электропередач	Резервный ИБП	Линейный интерактивный ИБП	ИБП двойного преобразования
  Гармонические искажения	✘	✘	✔
  Изменение частоты	✘	✘	✔
  Шум линии электропередач	✘	✘	✔
  Повышенное напряжение	✘	✔	✔
  Пониженное напряжение	✘	✔	✔
  Защита от пониженного напряжения	✔	✔	✔
  Затемнение	✔	✔	✔
  Всплеск	✔	✔	✔

• Мощность ИБП: Необходимо выбрать систему ИБП, которая обеспечит мощность, необходимую для питания электронных устройств, которые необходимо защитить и запитать в случае сбоя сетевого питания. Необходимо сложить потребляемую мощность всех устройств. Приблизительно ПК потребляет около 120 Вт, монитор около 50 Вт, внешний диск около 20 Вт и беспроводной маршрутизатор около 10 Вт. Для коммерческих систем сервер может потреблять около 1 кВт, хотя некоторые потребляют гораздо меньше, коммутатор в серверной комнате может потреблять до 250 Вт, а устройства хранения до 500 Вт.

  Необходимо сложить все требования по мощности, а затем добавить сверху запас. Иногда могут быть проблемы с номиналами ВА — они учитывают фазу тока и напряжения. Если это так, то добавьте запас для этого.

• Требуемое время работы:   Помимо мощности, необходимо учитывать продолжительность времени, в течение которого система ИБП должна поддерживать питание от сети. Время работы — ключевой вопрос. Может случиться так, что необходимо выдержать сеть в течение достаточного времени, чтобы корректно выключить компьютер или другую систему. Возможно, потребуется время, чтобы запустить генератор. Необходимо определить необходимое время. Чем больше время, тем больше требуется батарея для обеспечения питания, и тем выше стоимость.

• Механические соображения:   Также целесообразно учитывать механические соображения для резервной системы ИБП. Системы бесперебойного питания могут быть большими, если они должны поставлять большое количество энергии в течение длительного времени, и для них могут потребоваться специальные помещения.

• Экологические аспекты:   Стоит подумать об экологических аспектах. Если они большие и нуждаются в вентиляторах, они, вероятно, не понадобятся в офисной среде, поскольку шум может раздражать. Для оптимальной работы их также может потребоваться поддерживать в определенном диапазоне температур. Эти факторы необходимо учитывать при принятии решений.

Источники бесперебойного питания используются во многих областях, где необходима непрерывная подача. В последние годы технология бесперебойного питания продвинулась вперед, поскольку потребность в надежных источниках питания возросла.