Источник бесперебойного электропитания

Правила подбора ИБП

ИБП подбираются по нескольким параметрам. Это:

• Время работы;
• Характеристики нагрузки;
• По рекомендациям производителей;
• По специальным формулам.

Бесперебойник должен дать пользователю время для корректного закрытия приложений открытых на его компьютере. Это время зависит от мощности потребляемой нагрузки, от вида нагрузки. Ведь в качестве нагрузки может быть не только бытовой компьютер, но и сервер, на котором хранятся очень важные данные, или газовый котел, электроника которого должна быть защищена, но не так критична по требованиям.

5.1. Как рассчитать время работы ИБП

На каждом ИБП имеется маркировка, сообщающая о параметрах устройства. Простой расчет возможен по мощности, которую обеспечивает бесперебойник и мощности потребителя. Мощность нагрузки (самое простое: можно увидеть мощность блока питания компьютера на маркировке) не должна быть выше мощности объявленной производителем источника бесперебойного питания. Тогда у Вас гарантировано будет время (приблизительно 15-20 минут) для корректного выключения компьютера.

5.2. Факторы, влияющие на время работы

Как уже было сказано это:

• Потребляемая мощность и характер потребления;
• Емкость батарей и их техническое состояние;
• Сила тока зарядного устройства ИБП.

Нагрузка может иметь различный характер. Соответственно учитываются потери при передаче энергии от АКБ до нагрузки. Для этого используют различные коэффициенты. Для компьютера обычно выбирают коэффициент 0,85.

Аккумуляторы имеют емкость (измеряются в ампер-часах), и напряжение заряда. Со временем их емкость снижается. На скорость выхода из строя влияют:

• Потребляемая мощность – должен быть запас по мощности;
• Условия и частота включения – количество циклов заряда/разряда ограничены;
• Глубина разряда – нельзя чтобы АКБ разряжалась до 0%;
• Рабочая температура АКБ – при температуре выше 40 градусов батарея разряжается быстрее.

5.3. По рекомендации производителя

Как выбрать ИПБ

Производитель ИБП с большой точностью может прогнозировать время автономной работы так как перед началом выпуска в продажу тщательно тестирует свою продукцию. Поэтому на его рекомендации всегда можно опереться при подборе бесперебойника.

5.4. По формулам

Для расчета времени работы есть усредненный расчет времени автономной работы:

Емкость аккумулятора (Ампер-час) * напряжение аккумуляторов (вольт)/ постоянную нагрузку (Ватт)

То есть если емкость АКБ – 50 Ампер-часов, напряжение – 12 В, мощность нагрузки -600 Вт, то 50*12/600 = 1 час. Это и будет время автономной нагрузки.

Есть уточненная формула:

tибп = Uакб * Сакб * N * K * Кгр * Кде/ Рнагр

tибп – время автономной работы ИБП при отключении сети, ч;Uакб – напряжение одной аккумуляторной батареи, В;Сакб емкость аккумуляторной батареи, А* ч;N – количество аккумуляторов в батарее;K – КПД преобразователя (h=0,75-0,8);Кгр – коэффициент глубины разряда 0,8 –0,9 (80%-90%);Кде – коэффициент доступной емкости 0,7 – 1,0 (зависит от режима разряда и температуры);Рнагр – мощность нагрузки.

6. Дополнительные функции

Кроме основной функции ИБП – обеспечение питания аппаратуры электроэнергией при сбоях в подаче электроэнергии все источники бесперебойного питания имеют в своем составе фильтры ограничивающие импульсные помехи. Более серьезные еще регулируют напряжение на входе. Бесперебойник с двойным преобразованием обеспечивают гальваническую развязку входа и выхода надежно защищая от всяких «энергетических катаклизмов».

6.1. Синхронизация с ПК

В комплект поставки входит специальная программа, позволяющая подключить ИБП к компьютеру и контролировать ситуацию с электропитанием. Подключение производится через USB-, RS-232- или RJ-45 разъем.

6.2. Холодный старт

Это возможность включить компьютер с ИБП при отсутствии внешнего электропитания и последующей работы. Например, срочная отправка или прием почты.

6.3. Розетка

Выход ИБП может оборудован несколькими розетками различного типа.

Это:

• Обычная евророзетка (CEE 7/4);
• Компьютерная (IEC 320 C13 или IEC 320 C19);

ИБП типа Off-Line

Источники бесперебойного питания типа Off-Line, в стандарте определены как пассивные и, по сути, являются источниками резервного действия. Такое определение они получили потому, что при работе в штатном режиме питание на потребители подается непосредственно из сети электроснабжения, а при возникновении определенных неудовлетворительных условий, переключаются на аккумулятор.

Рис. 1. Архитектура ИБП типа Off-Line

ИБП состоит из двух параллельных ветвей:

• основной (фильтр-нагрузка);
• резервной (выпрямитель-аккумулятор-инвертор-нагрузка).

Как видно из рисунка основная цепь содержит фильтр. Он исключает попадание больших «скачков» напряжения и высокочастотных помех к потребителям. При изменении напряжения сети больше установленного минимального или максимального значения, выходное питание переключается на резервную цепь. Однако нужно сказать, что не все резервные источники переходят в батарейный режим при превышении максимального значения напряжения, а попросту отключаются.

Минимальное и максимальное значение есть не что иное, как диапазон входного напряжения. В идеале, дабы не подвергать риску выхода из строя запитываемые потребители, диапазон входных напряжений должен находится в пределах ±10 % от номинального напряжения сети, то есть 198-242 В. Но обычно производители завышают его до ±20-25% (165-176 В и 264-275 В), что не очень хорошо. При таких напряжениях многая техника либо не будет работать, либо выйдет из строя.

Время переключения с основной цепи на резервную для таких устройств колеблется в пределах 4-15 мс. Учитывая, что все современное электронное оборудование (такое как компьютеры, телевизоры, радиоприемники) имеет импульсные блоки питания способные продолжать работу при отключении питания до 10-20 мс, то переключение происходит незаметно.

После переключения на резервную цепь, нагрузка начинает получать питание от аккумулятора через инвертор (устройство, преобразующее постоянное напряжение в переменное).

Основными недостатками резервных ИБП являются:

• отсутствие защиты потребителей от глубоких провалов и повышений напряжения сети электроснабжения, а также изменения значения его частоты и формы кривой;
• большая несинусоидальность формы выходного напряжения при работе от аккумулятора;
• узкий диапазон входных напряжений обуславливает частые переключения питания нагрузки с основной ветви на резервную. По этой причине аккумуляторная батарея ИБП находится в недозаряженном состоянии.

Таким образом, ИБП Off-Line рекомендуется использовать в качестве резервного источника питания, в сети с редкими и незначительными отклонениями напряжения, для оборудования имеющего импульсные блоки питания (например, домашних персональных компьютеров, телевизоров и другой электронной бытовой техники).

Мощность и автономное время работы

Существуют различные по мощности типы устройств:

1. Устройства большой мощности, более 5000 ВА. Такие мощности позволяют обеспечить безопасностью серверы и целую группу компьютеров;
2. Элементы средней мощности, в пределах 1000 – 5000 ВА. Такого рода аппараты применимы для малых серверов и локальных сетей;
3. Аппаратура малой мощности, менее 1000 ВА. Применяются в основном для домашнего использования.

Рекомендуется для более корректной работы ИБП, выбирать его мощность на 25-35% больше подключаемого к нему устройства. В случае модернизации своего компьютера, этот запас позволит не переплачивать за новый, более мощный ИБП. Мощность указывается на задней стенке блока питания.

Довольно частой причиной повреждения «бесперебойников» являются различные насекомые, которые любят находиться в теплых местах. В помещениях, где сконцентрировано большое количество компьютерных машин, должна проводиться регулярная дезинсекция.

Существуют различные диапазоны длительности работы источников БП. Они колеблются (2 – 15 минут):

1. Для домашнего «бесперебойника» наилучшим будет источник, длительность работы которого около 10 минут;
2. Для корпоративной работы выбираются ИБП по длительности в зависимости от объемов и мощностей используемых машин.

Множество электрических приборов способны выдержать перепады напряжения, длительностью порядка 100 мс. Многие ИБП переключаются за 6-11 мс. Чем меньше время переключения, тем лучше.

Следует не забывать при выборе бесперебойного источника о защите периферийных устройств (принтера, сканера и т.п.).

Что такое источник бесперебойного питания

Так называется устройство, которое продолжает подавать напряжение к подключенной к нему технике. Это возможно благодаря встроенному аккумулятору, который включается в работу при перебоях в работе источника питания.

При изменениях параметров сети, возникновении помех нарушается работа техники, которая подключена к ИБП: в лучшем случае устройства отключаются, худшем – сгорают конструкционные элементы при сильных скачках напряжения, коротком замыкании.

Продолжительность работы устройства при отключении электроэнергии зависит от параметров аккумулятора: емкости и типа. Однако чем дольше работает бесперебойник для компьютера, тем больше его размеры, т. к. при этом увеличивается емкость, а значит, и габариты аккумулятора.

Устройство не только обеспечивает автономную работу, но и поддерживает напряжение на достаточном уровне, что позволяет компьютеру продолжать работу в безопасном режиме без риска потери информации.

Однако ИБП не может работать бесконечно. Если подача напряжения не будет возобновлена, со временем устройство отключится. В результате произойдет потеря информации на компьютере. По этой причине при отключении электропитания контролируется уровень заряда аккумулятора ИБП. Преимущество такого устройства заключается в наличии индикации: световой, звуковой.

Световая индикация прибора

При изменении параметров работы (при переходе в автономный режим или подключении компьютера к источнику сетевого напряжения, критическом снижении заряда батареи) бесперебойник выдает звуковые сигналы разных типов.

Одновременно загораются лампочки.

Цвет позволяет ориентироваться, какие изменения произошли в работе ИБП. Если к ПК подключен простой бесперебойник, то минимального отрезка времени, в течение которого обеспечивается автономная работа компьютера, будет достаточно, чтобы сбросить информацию на флешку.

Устройство ИБП

Главные элементы конструкции:

• аккумулятор;
• инвертор;
• фильтр;
• выпрямитель;
• байпас.

Емкость аккумулятора бесперебойника может изменяться в пределах 7-9 Ач. Часто конструкцией ИБП предусматривается свинцово-кислотные батареи. Они герметичные, поэтому не подвергаются обслуживанию.

В простых моделях предусмотрен 1 аккумулятор, однако существуют модели, конструкцией которых предусмотрено 2 и более батареи, за счет чего увеличивается продолжительность автономной работы подключенного ПК.

ИБП со свинцово-кислотной батареей

По устройству источники бесперебойного питания отличаются, что определяется принадлежностью прибора к той или иной группе техники. Объединяет подобные устройства способ подключения ПК – посредством установленной в корпусе ИБП розетки. Их количество отличается, что также определяется возможностями бесперебойника.

На корпусе имеется кнопка питания.

Конструкцией некоторых моделей предусмотрен дисплей, на который выводится информация о параметрах подключенного источника напряжения.

Как выбрать

Изучив конструкцию ИБП, перед покупкой обращают внимание на главные параметры:

1. Мощность бесперебойника (единицы измерения – ВА). Ее необходимо определить самостоятельно. Для этого суммируется мощность подключенной техники. Однако при включении мощность возрастает в несколько раз, поэтому полученное значение следует умножить на коэффициент пускового тока. Его показатель отличается в зависимости от вида подключенного к ИБП устройства. Чтобы узнать значение полной мощности (ВА), полезную мощность делят на 0,7.
2. Продолжительность автономной работы. Данный параметр определяется потребностями и финансовыми возможностями пользователя. Если после отключения достаточно обеспечить автономную работу техники в течение нескольких минут, следует приобретать наиболее простые устройства. Они подают напряжение компьютеру на протяжении 4-15 минут после того, как в сети пропадет напряжение. Этого достаточно, чтобы сохранить информацию и правильно отключить ПК. Если нужно обеспечивать автономную работу компьютера дольше, выбирают более производительные бесперебойники.
3. Количество розеток на устройстве. Для домашнего использования можно с минимальными возможностями. В офисах устанавливают подобные устройства с большим количеством розеток.

Как выбрать для компьютера?

Перед тем, как выбрать ИБП, который удовлетворит наши потребности, нужно учесть следующие факторы:

1. Вид ИБП.
2. Мощность.
3. Автономное время работы.
4. Длительность переключения на работу от аккумулятора и обратно.
5. Возможность подавления перепадов напряжения.

Зачастую, «бесперебойники» покупаются для компьютеров, поскольку системные блоки, мониторы – являются наиболее уязвимыми устройствами и при отсутствии энергии.

Рекомендуется блок бесперебойного питания держать постоянно включенным в сеть, если же этого не делать, то батарея за малый промежуток времени просто выйдет из строя. Не рекомендуется отключать ИБП от сети при полном отсутствии электрического сигнала. При вновь появившемся электропитании, аккумуляторную батарею нужно снова зарядить.

Вид источника отбирается исходя из характера перебоев:

1. Если частные перебои – наилучшим решением будет выбор интерактивного бесперебойного блока питания. Отличие заключается в быстром срабатывании, то есть молниеносном переключении в режим батареи. Выравнивание напряжения позволяет продлить срок службы батареи и добиться экономии финансовых средств.
2. В случае редких перебоев – применим резервный источник энергии (оффлайновый). Один из самых дешевых видов источника БП. Один из его минусов, это возможное снижение ресурса батареи вследствие частых скачков электроэнергии;
3. Онлайновые (Имеющие двойной преобразователь). Считаются наиболее эффективными устройствами бесперебойного питания. Чаще, такие ИБП применяются для специализированного оборудования (серверов).

Обязательным условием работы блока бесперебойного питания – заземление. Производители снимают с себя всякую ответственность за безопасность работы своих устройств, не имеющие заземления.

Виды источников бесперебойного питания

В настоящее время на рынке ИБП присутствует огромное разнообразие таких устройств. Все они имеют различные технические характеристики, стоимость и конструктивные особенности. Но вся эта техника для резервного питания компьютеров делиться на три следующих основных типа.

1. Резервные источники. Основной функцией устройств этого вида является подключение к ПК внутренних аккумуляторных батарей ИБП при сбоях в подаче электроэнергии и возобновлении питания от сети после решения проблемы с аварийным отключением. Резервные бесперебойники относятся к источникам небольшой мощности, предназначенных для кратковременного питания ПК. Их можно назвать самыми простыми устройствами в плане технических возможностей и конструкции. В резервных ИБП отсутствует стабилизатор напряжения и это основной их недостаток, так как при любом понижении напряжения в сети он будет переключать ПК на питание от аккумуляторов, что окажет негативное воздействие на срок службы устройства. Эти бюджетные бесперебойники можно использовать для подключения к электросетям, где нет постоянных перепадов напряжения.
2. Линейно-интерактивные источники. Эти импульсные ИБП относятся к устройствам более высокого класса, чем резервные. Для них не страшны постоянные перепады напряжения в электрических сетях, так как внутренний стабилизатор источника автоматически подстраивается под существующий уровень электрического тока не переключая компьютер на питание от батарей. Только в случае максимального снижения напряжения в сети, импульсный блок перейдет на питание ПК от аккумуляторов. Это значительно увеличивает безотказный ресурс работы данного ИБП. Импульсные бесперебойники самые популярные устройства для аварийного питания стационарных компьютеров, так как они имеют лучшее соотношение цены и качества на рынке ИБП.
3. Блоки питания онлайн. Это самые мощные и дорогие источники бесперебойного питания стационарных компьютеров. Они являются устройствами с двойным преобразованием электрического напряжения. На входе переменный ток проходит процедуру выпрямления и становится постоянным, а на выходе выполняется обратный процесс преобразования в переменный ток необходимого напряжения. Такая технология позволила создать ИБП с самыми совершенными техническими параметрами, позволяющими обеспечить максимальную защиту ПК при аварийном отключении электроэнергии и скачках напряжения в сети. Онлайн-бесперебойники используются на серверных станциях для обеспечения беспрерывной подачи электроэнергии.

Блоки бесперебойного питания высокого класса имеют в своей конструкции специальные электронные модули, которые обеспечивают прямую связь входа с выходом. Они называются байпасы и необходимы для экономии электроэнергии в безаварийном режиме работы.

ИБП и системы отопления

Жители больших городов в многоквартирном доме, вероятно, не сталкиваются с проблемами с отоплением. Однако многие, кто живет в доме в сельских и пригородных районах, знают что это такое. Старые угольные печи они заменяют современными и более экологичными газовыми системами отопления. В то же время, котлы, камины и другие устройства автоматизации отопления становятся все более распространенными. Вот здесь и возникают проблемы с поддержанием требуемого напряжения и сохранением работоспособности оборудования при отключении электричества.

Так, газовые котлы работают не постоянно — они периодически включаются, поджигают газ, обогревают дом и выключаются. Тем не менее, многие модели не могут запуститься при отсутствии электричества. То же самое относится к насосам для котла, поддерживающим циркуляцию воды — они не работают без электричества и довольно чувствительным к скачкам напряжения или другим помехам. Здесь опять же пригодится устройство ИБП.

Чтобы обеспечить правильную работу контроллеров или автоматизацию отопительных котлов, они должны получать напряжение соответствующим образом. Вот почему ИБП благодаря функции CDS (Clear Digital Sinus) предоставляют оптимальную синусоидальную форму волны выходного напряжения, требуемую этим оборудованием. Вдобавок, они защищают от падения и чрезмерного повышения напряжения

Последнее особенно важно, ведь перегрев оборудования подразумевает дополнительные материальные потери и затраты на ремонт

Поэтому для использования на даче и дачного оборудования лучше всего подходят ИБП Stark country 10000 online. К основным его преимуществам можно отнести наличие сквозной нейтрали, а также возможность заряжать от 12А.

Таким образом, ИБП — это инвестиция, которая позволит избежать множества потенциальных проблем. Так, источники бесперебойного питания обеспечивают работу системы отопления, даже когда на ближайшей территории нет электричества. Это касается и компонентов «умного дома» — жалюзи, камер, будильников, солнечных батарей, автоматики для ворот и так далее. При этом система может быть дополнена дополнительными батареями, которые увеличивают рабочее время и даже подключить обычный автомобильный аккумулятор.

Почему нужно использовать ИБП для компьютера

Главная цель подключения ПК через бесперебойник – обеспечение надежной работы техники. При перепадах сетевого напряжения, перегрузках, изменении показателя частоты возрастает риск выхода компьютера из строя. При наличии ИБП такая вероятность снижается. Такой прибор первый попадает под удар, когда наблюдаются перебои электропитания.

Еще одна причина его установки – сохранность информации. При наличии ИБП появляется несколько минут, чтобы правильно отключить компьютер.

Бесперебойник позволяет увеличить срок службы подключенной техники. Благодаря стабилизации параметров исключается необходимость выполнения ремонта компьютера. ПК лучше работает: не наблюдаются сбои, замедление выполнения программ.

APC by Schneider Electric Back-UPS BE700G-RS

• Вид устройства: резервный
• Выходная мощность (ВА): 700 ВА
• Выходная мощность (Вт): 405 Вт
• Номинальное выходное напряжение: 160 В
• Тип формы напряжения: модифицированная синусоида
• Время работы устройства: 3.7 мин при 405 Вт
• Количество выходных разъемов питания: 4 х CEE 7
  (евророзетка)
• Интерфейс: USB
• Емкость батареи: 7Ah
• Время зарядки: 8 ч
• Вес: 3.24 кг
• Размер (ДхШхВх): 311х224х89 мм

Еще одним бесперебойником от бренда APC by Schneider Electric является
модель BE700G-RS. На момент обзора цена этой модели составляет примерно
10 500 рублей. Данный ИБП выполнен в достаточно удобном формате и уже
готов порадовать потребителя большим количеством розеток для подключения ПК и
различных периферийных устройств.

Начнем с внешнего вида. Корпус устройства сделан из прочного материала
пластика серого цвета с металлическим вставками. ИБП можно устанавливать на
любую горизонтальную поверхность, благодаря специальными отверстиями в нижней
части аппарата.

В верхней части размещены 8 стандартных евророзеток CEE 7 по два ряда:
четыре розетки первого ряда являются полноценными выходами бесперебойника, а
оставшиеся во втором ряду – для обеспечения фильтрации сетевого напряжения при
подключении к ним принтеров, сканеров и т.д. Рядом с розетками расположена
кнопка включения и светодиодный индикатор.

На боковой панели расположился стационарный кабель длинной 1.8 метра. Там же
можно увидеть предохранитель, интерфейсный USB-порт и универсальные разъемы для
различных видов защиты устройства от высоковольтных импульсов. Каждый из
разъемов помечен четкой соответствующей надписью, поэтому проблем с
подключением возникнуть не должно.

Аккумуляторная батарея емкостью 9 Ah размещена в нижнем небольшом отсеке. У
данной модели присутствует возможность замены батареи, что является неплохим
преимуществом.

К внутренней части устройства претензий нет. Все элементы размещены на одной
плате фирменного синего цвета. Широко использованные детали в SMD-корпусах
позволили добиться значительного снижения плотности размещения компонентов, что
благоприятно влияет на пассивное охлаждение. Одной из особенностей этого ИБП
является функция энергосбережения, при которой аппарат может автоматически
отключать неиспользуемые устройства, тем самым переставая подавать лишнее
напряжение к розеткам.

Надежность устройства выполнена на отличном уровне, нагревы силовых
элементов практически минимальны. Так, например, радиаторы транзисторов
инвертора разогреваются максимум до 65 градусов по Цельсию в условиях
длительной автономной работы.

 При максимальной нагрузке в 405 Вт автономная работа ИБП от
аккумулятора будет составлять около 4 минут, соответственно, чем нагрузка ниже,
тем время работы будет дольше. Например при значении в 50 Вт устройство может
проработать час.

В целом устройство заслуживает положительной оценки. Это надежный и удобный
ИБП с большим количеством розеток для повседневного домашнего или офисного
использования. Из недостатков можно отметить лишь отсутствие системы
автоматического регулирования напряжения