Типы ups. Блок бесперебойного питания: назначение и специфика работы бытового ИБП. Диапазон входного напряжения

В статье рассмотрены виды ИБП, принципы работы ИБП, а также приведены реальные осциллограммы напряжений на выходе.

Для начала – немного общей терминологии. Источники бесперебойного питания (сокращенно – ИБП) у нас так же называют UPS, от английского сокращения Uninterruptable Power Supply (беспрерывный источник питания). Поэтому говорят и УПС (UPS) и ИБП, кому как удобнее. Я в статье буду называть и так, и эдак.

Зачем нужен UPS (ИБП)

Принцип работы ИБП раскрывается в названии – это такой источник, на выходе которого напряжение есть всегда . Но мы здесь собрались технари-реалисты, и понимаем, что ничего вечного нет, поэтому ниже разберемся в принципе действия.

ИБП в основном используются там, где пропадание электропитания может вызвать негативные последствия. Например, питание компьютеров и серверов, питание устройств связи и распределения сигналов (роутеры), питание устройств, автоматическая перезагрузка (перезапуск) которых без участия человека невозможна.

Как мой читатель доработал ИБП для стратегически важной системы (2 сервера, и т.д.). Кроме того, усовершенствовал схему, и добавил возможность использования обычного автомобильного аккумулятора.

Для бытовых вещей это прежде всего компьютеры и системы отопления.

Следует понимать, что ИБП выбираются на время работы нагрузки 10-15 мин, редко до получаса. Предполагается, что за это время питание появится, либо человек (оператор) предпримет необходимые действия (сохранит данные, позвонит в энергослужбу предприятия, завершит технологический процесс).

ИБП нельзя рассматривать в качестве резервного источника питания. Он является лишь аварийным источником, и в лучшем случае используется очень редко, в общей сложности не более 10 минут в год (несколько раз, на время не более минуты). Если это время больше, то следует задуматься о повышении качества электропитания.

Резервным источником питания можно считать такие источники, которые полностью могут заменить основное питание на длительное время, от нескольких часов до нескольких суток. Это может быть другая линия (см.статью про ), ветряной генератор. Теоретически, для этих целей может служить и ИБП, но для этого нужны аккумуляторы огромной ёмкости, что значительно повлияет на цену такой системы.

Виды источников бесперебойного питания

Виды (типы) ИБП имеют множество названий, но их всё равно ровно три. Разберёмся.

Итак, три основных вида ИБП:

Back UPS

Другие равнозначные названия – Off-line UPS, Standby UPS, ИБП резервного типа. Самые распространенные УПС, используются для большинства видов бытовой и компьютерной техники.

Back просто переключает нагрузку на питание от батарей при выходе входного напряжения за пределы. Нижний предел у разных моделей – около 180В, верхний – около 250В. Переходы на батарею и обратно – с гистерезисом. То есть, например, при понижении переход на батарею состоится при 180 В и менее, а обратно – при 185 и более. Тот же принцип действует у всех типов ИБП.

Чем-то напоминает , которое отключает нагрузку, а Back UPS не отключает, а переключает на аккумулятор, что позволяет ей некоторое время поработать.

Smart UPS

Другие названия – Line-Interactive, ИБП интерактивного типа. Недалеко ушли по принципу действия от Back.

Smart UPS действуют умнее, как следует из названия. Они ещё дополнительно переключают внутренний автотрансформатор, в некотором смысле стабилизируя входное напряжение. И только в крайнем случае переходят на батарею.

Таким образом, норма напряжения на выходе поддерживается при бОльших отклонениях на входе (150…300В). Автотрансформатор имеет несколько ступеней переключения, поэтому Умный УПС до последнего переключает выводы автотрансформатора, включая аккумулятор лишь в последний момент. Это позволяет экономить батарею, включая её в работу лишь при полном пропадании питания.

Данное устройство напоминает со ступенчатым переключением обмоток автотрансформатора. С той лишь разницей, что при выходе за рабочие пределы стабилизатор будет бессилен, а наша “умница” введёт в работу аккумулятор, и питание не пропадёт.

Online UPS

Другие названия – онлайн, источник бесперебойного питания с двойным преобразованием, инверторный. Совершенно другой принцип действия, для любителей чистого синуса. Энергия со входа преобразуется в постоянное напряжение, и поступает на инвертор, генерирующий чистый синус. И одновременно – поддерживает аккумулятор в 100% готовности. При необходимости инвертор продолжает работать так же, только питание на него поступает с аккумулятора.

Используется для аварийного питания техники, чувствительной к форме выходного напряжения – например, газовые котлы, сервера, профессиональная аудио-видео аппаратура и другое стратегически важное оборудование.

Минусов онлайн ИБП два – цена и КПД. КПД низкий, т.к. такой ИБП включен в работу постоянно, что следует из названия. В отличии от двух других типов.

Существуют разновидности онлайн УПС, в которых используется так называемый “сквозной ноль”, для правильной работы газовых электрокотлов. Это связано с тем, что такие котлы чувствительны к наличию реального нуля, для правильного розжига.

Исследование ИБП с помощью осциллографа

А теперь – самое интересное.

Напряжение на выходе Back UPS

Провёл исследование с использованием осциллографа Fluke 124. Осциллограммы (форма импульсов и колебаний на выходе ups) привожу и комментирую ниже.

Что видно по этой временной диаграмме? Период 20мс, частота 50Гц, амплитуда 315В. Стоит отметить, что фаза синуса и генерируемых импульсов совпадает, что хорошо. При пропадании сетевого напряжения ИБП мешкается 5-7 мс, и затем идут импульсы, которые называются “квази-синус”. Вот они:

Back UPS. Напряжение на выходе при питании от батарей.

Осциллограф померял RMS напряжение (среднеквадратическое), оно соответствует норме. Однако, когда я измерил это же напряжение мультиметром, я получил значение 155 В. Почему на выходе UPS низкое напряжение?

Дело в том, что мультиметр меряет только первую гармонику с частотой 50Гц. Для синуса всё гладко. Но если измерять напряжение таких вот импульсов, надо мерять именно RMS, среднеквадратическое, иначе не будут учтены следующие гармоники – 100, 150, 200 Гц. А они составляют значительную часть энергии, до 30%. Эту особенность знают производители UPS, и чтобы не заморачиваться (и не повышать цену на свои изделия), выдают на наши приборы такие импульсы с амплитудой около 370В.

Подробнее об измерении среднеквадратического несинусоидального напряжения – на видео:

Вот укрупненный график, где видно, что напряжение после переключения сначала повышается на пол секунды до 400В, а потом стабилизируется:

Back UPS. Выход, длительность 2 секунды

А вот как меняется форма напряжения на выходе Back-UPS в момент перехода с батарейного на сетевое питание:

Back UPS, – Напряжение на выходе ИБП при переходе с батареи на сеть. Форма импульсов на выходе ups

Тоже фаза не меняется, всё замечательно. Подключал на выход ИБП , переключал туда-сюда режимы питания – пускатель втянут надежно, никаких проблем.

В качестве испытуемого был ИБП APC Back-500-RS, параметры на фото ниже:

Параметры Back UPS – задняя панель

Напряжение на выходе Smart UPS

Теперь приведу для полноты картины осциллограммы напряжений на выходе Smart UPS. Испытаниям подвергался UPS Ippon Smart Power Pro 1000.

Smart UPS_Сеть-батарея

Время переключения также для всей современной аппаратуры несущественно – менее 7 мс.

Плавного изменения напряжения на входе я не делал, поскольку не было такой цели. Полагаю, что в данном случае Умный ИБП ведёт себя точно так же, как и релейный стабилизатор напряжения.

Данные исследования проведены в рамках проекта по промышленного холодильника.

Электроснабжение должно характеризоваться не только показателями величины напряжения, но ещё и высокой надёжностью её подачи. Именно это является основным свойством её качества. Перебои с электропитанием как в быту, так и на производстве приводят к потерям. Если в быту это может быть несохраненная информация на компьютере, то в промышленности это зачастую приводит к материальным потерям и к снижению качества продукции или же к браку. Известно, что все электрические системы делятся по категориям в отношении надёжности их электроснабжения, и третья категория потребителей не может похвастаться бесперебойным снабжением. Для того чтобы защитить сеть от перебоев с электричеством были разработаны специальные устройства бесперебойного питания.

Что такое источник бесперебойного питания и их виды

Источник бесперебойного питания это устройство, предназначенное для обеспечения напряжением потребителей в случае кратковременного отключения основной сети электроснабжения. Дополнительной задачей также является защита от помех в цепях переменного тока, и удержание характеристик питающего напряжения в нужных пределах. Для обычных квартир и домов кратковременное отсутствие напряжения в сети черева-то лишь потерей данных, которые были несохранны. Допусти при написании дипломной работы целый день, весь труд может быть уничтожен пропаданием или снижением напряжения в сети всего лишь на минуту. В случаях когда отопление будет отключено от электропитания это может привести к перемерзанию и выходу из строя всей системы. Это касается водяного отопления и, в частности, работы насосов, которые обеспечивают циркуляцию воды. Бесперебойный источник питания защищает потребителей электроэнергии от отключения за счёт установки аккумуляторных батарей, которые и гарантируют хотя бы на недолгий период времени поддержание напряжения сети в нужных пределах. При этом зачастую они оборудованы также сигнализирующим световым и звуковым механизмом, для того чтобы потребитель вовремя принял меры по предотвращению аварийной ситуации. Для человека, работающего на компьютере это банальное сохранения данных на жёсткий диск или флешку.

Однако, источник бесперебойного питания поможет также устранить и другие проблемы с электроснабжением, это:

Снижение частоты питающего напряжения. Частота напряжения сети во всех странах СНГ должна быть 50 Гц. Не многие знают, что при изменении этого параметра электроприборы будут работать не стабильно или же вообще выйдут со строя.
Снижение питающего напряжения или же полное его отсутствие. Это самый распространённый вариант ухудшения электроснабжения. А со времён советского времени в каждом доме увеличивается постоянно суммарная мощность всех электроприборов, что несомненно, влияет на нагрузку всей сети электроснабжения.

Системы бесперебойного питания делятся на:

централизованные, установленные для обеспечения надёжности питания целого дома или этажа;
распределённые, обеспечивающие работу конкретного дома или электрического устройства.

По конструкции и по принципу работы ИБП делятся на:

Off-line UPS или резервные. Принцип действия такого устройства направлена на мгновенное переключение на резервный автономный источник питания при возникновении аварийной ситуации. Они обычно снабжены встроенной аккумуляторной батареей и инвертором, Именно инвертор преобразует постоянное напряжения выдаваемое аккумулятором в переменное нужное для работы электроприборов.
Линейно-интерактивного типа. Имеют в своём распоряжении также стабилизатор, который работает в процессе всей эксплуатации и включает встроенные аккумуляторы только в случае полного отсутствия напряжения или его снижения до тех величин когда стабилизация уже невозможна. Стабилизатор же, в свою очередь, может быть собран на автотрансформаторе или на полупроводниковых приборах. Стабилизация на полупроводниковых приборах отличается бесшумностью работы и большими пределами регулировки. Для переключения обмоток автотрансформатора применяются реле, которые при срабатывании издают звук и поэтому слышны человеческому слуху.

Источник бесперебойного питания 12 Вольт

Однако бесперебойное питание может быть необходимо и для обеспечения напряжением только определённых систем:

Систем контроля и управления доступом. То есть электроприводов дверей ворот и т. д., которые могут ограничивать или разрешать доступ людей на охраняемую территорию;
Систем видеонаблюдения;
Систем пожаротушения;
Различных охранных систем.

Все эти виды объединяет одна особенность они предназначены для питания от постоянного напряжения 12 Вольт. Источник бесперебойного питания 12В такого характера, может обеспечивать напряжением нужные системы и устройства, даже при длительном обесточивании всего объекта. Подзарядка встроенных аккумуляторов осуществляется постоянно при нормальном обеспечении напряжением. В зависимости от конструкции источник бесперебойного питания 12В может включать в работу аккумуляторы с разным интервалом пропадания сетевого напряжения. Время такого переключения должно быть согласовано с работой питающихся систем и оно чётко указано в паспорте ИБП. Зачастую видеокамеры, электромеханические запирающие механизмы с лёгкостью переносят исчезновение питающего напряжения на 1 мс.

Включение в автономный режим питания может быть спровоцировано не только отключение или снижением напряжения сети, но ещё и его повышением. Эта особенность спасёт электрические приборы от перегорания и выхода из строя. Одной из востребованных дополнительных функций систем ИБП является оповещение персонала сигналом тревоги и взаимодействие с другими системами охраны. Одной из исключительных особенностей всех автономных источников 12 Вольтового напряжения являются их компактные размеры, которые дают возможность устанавливать их настенным монтажом. Корпус для этого оборудован специальными крепёжными элементами или отверстиями.

При обслуживании таких устройств нужно следить лишь за пригодностью аккумуляторов и их способностью удерживать ёмкость. Некоторые модели оборудованы механизмом тестирования батареи, а другие требуют замены её каждые три года. Источник бесперебойного питания 12В это особый вид данного оборудования который должен выдерживать длительное исчезновение питающего электричества.

Промышленный источник бесперебойного питания

В производстве и в промышленности используется для питания не однофазная, а трёхфазная сеть, обладающая большей мощностью и лучшим коэффициентом полезного действия. Трёхфазные цепи используются для питания большей части электродвигателей, установленных во многих системах промышленности. Поэтому в некоторых случаях для уменьшения брака при пропадании или изменении напряжения используются трёхфазный ИБП, естественно, на напряжение 380 Вольт. Мощность таких устройств значительно выше чем однофазных систем, поэтому и габариты соответственно тоже и начинается от 10 кВА.

Трехфазные производственные источники бесперебойного питания могут также быть выполнены с входным трехфазным иди выходным однофазным напряжением. При этом габариты такого устройства и мощность значительно меньше, и здесь на выходе отсутствует эффект перекоса фаз.

Источники бесперебойного питания промышленные стоит выбирать также в соответствии с окружающей температурой помещения, ведь в горячих цехах она может достигать больше 50 градусов.

Выбор источника бесперебойного питания

Как и перед покупкой любого электрооборудования, так и при выборе ИБП стоит подойти к этому вопросу тщательно. Осиновыми критериями выбора при этом можно выделить следующие параметры:

Мощность подключаемого оборудования;
Входное и выходное напряжение, а возможные колебания самой величины и качества поставляемой электроэнергии;
Длительность работы в автономном режиме;
Интервал включения автономного питания при ухудшении качества напряжения или его полного исчезновения;
Функциональные и дополнительные встроенные девайсы;
Размер устройства и его габариты;
Срок службы аккумуляторных батарей;
Возможность включить его без подачи входного напряжения;
Фирма и страна изготовитель.

Основные качества хорошего ИБП

Источник бесперебойного питания для дома должен обладать следующими качествами:

Низкий уровень шума как в автономном, так и в обычном состоянии;
Надёжность;
Простота в эксплуатации;
Как можно больше режим работы в автономном режиме.
Компактность.

Распространённые модели ИБП

Рынок источников бесперебойного питания хорошо развит и это устройство нельзя назвать дефицитным. Среди популярных моделей хотелось выделить несколько, которые показали себя в быту достаточно надёжно и особых нареканий по их работе нет:

Источники питания марки STARK. Не очень мощные устройства комфортно работающее до 3 кВА. Выполнены на основе микропроцессора, держащего под контролем работу всего аппарата. Переключение с рабочего режима автономный происходит за 2–5 сек. Для одной единицы техники его вполне хватает.

Luxeon. Мощность их достигает десятка кВА, поэтому он может обеспечить электроэнергией во время уменьшения величины или качества напряжения целую квартиру или загородный дом.

SVEN разработано ИБП серии RESERVE HOME. Это устройство обладает оптимальными характеристиками для организации бесперебойного снабжения электричеством квартиры или дома. Применение он нашёл как для поддержания в постоянной готовности систем отопления, так и для организации охраны и видеонаблюдения. Качественный аккумулятор для источника бесперебойного питания устройства, благодаря которому, он может обеспечить резервным питанием потребителей на продолжительный период времени.

Видео о ИПБ

Требования к качеству электроэнергии законодательно прописаны государственными стандартами и довольно жесткими нормативами. Электроснабжающие организации прилагают много усилий для их соблюдения, но, они не всегда реализуются.

В наших квартирах, да и на производстве, периодически возникают:

полные отключения электричества на неопределенное время;

апериодические кратковременные (10÷100 мс) высоковольтные (до 6 кВ) импульсы напряжения;

всплески и снижения напряжения с различной продолжительностью;

накладки высокочастотных шумов;

уходы частоты.

Все эти неполадки отрицательно влияют на работу бытовых и офисных потребителей электроэнергии. Особенно страдают от качества электропитания микропроцессорные и компьютерные устройства, которые не только совершают сбои, но и могут полностью потерять свою работоспособность.

Назначение и виды источников бесперебойного питания

Чтобы сократить риски от возникновения неисправностей питающей электрической сети используются резервные устройства, которые принято называть источниками бесперебойного питания (ИБП) или UPS (образовано от сокращения английской фразы «Uninterruptible Power Supply») .

Они изготавливаются с разной конструкцией для решения специфических задач потребителя. Например, мощные ИБП с гелиевыми аккумуляторами способны поддерживать энергоснабжение целого коттеджа в течение нескольких часов.

Их АКБ получают заряд от линии электропередач, ветрогенератора, или других носителей электроэнергии через выпрямительное устройство инвертора. Они же подпитывают электрические потребители коттеджа.

Когда внешний источник отключается, то аккумуляторы разряжаются на подключенную в их сеть нагрузку. Чем больше емкость АКБ и меньше ток их разряда, тем дольше они работают.

Иисточники бесперебойного питания средней мощности могут резервировать , систем поддержания микроклимата в помещениях и подобного оборудования.

В то же время самые простые модели UPS способны только завершить программу аварийного отключения компьютера. При этом длительность всего процесса их работы не превысит 9÷15 минут.

Компьютерные источники бесперебойного питания бывают:

встроенными в корпус устройства;

внешними.

Первые конструкции распространены в ноутбуках, нетбуках, планшетах и подобных мобильных устройствах, работающих от встроенного аккумулятора, который снабжен схемой переключения питания и нагрузки.

АКБ ноутбука со встроенным контроллером является источником бесперебойного питания. Его схема в автоматическом режиме защищает работающее оборудование от неисправностей электросети.

Внешние конструкции ИБП , предназначенные для нормального завершения программ стационарного компьютера, изготавливаются отдельным блоком.

Их подключают через сетевой адаптер питания к электрической розетке. От них запитывают только те устройства, которые отвечают за работу программ:

системный блок с подключенной клавиатурой;

монитор, отображающий происходящие процессы.

Остальные периферийные устройства: сканеры, принтеры, акустические колонки и другое оборудование от UPS не запитывают. Иначе они при аварийном завершении программ будут забирать на себя часть энергии, накопленной в аккумуляторах.

Варианты построения рабочих схем ИБП

Компьютерные и промышленные UPS изготавливают по трем основным вариантам:

резервирования электропитания;

интерактивной схемы;

двойного преобразования электроэнергии.

При первом методе резервной схемы , обозначаемым английскими терминами «Standby» или «Off-Line» напряжение поступает из сети к компьютеру через ИБП, в котором электромагнитные помехи устраняются встроенными фильтрами. Здесь же установлен , емкость которого поддерживается током заряда, регулируемым контроллером.

Когда пропадает или выходит за установленные нормативы внешнее питание, то контроллер направляет энергию АКБ на питание потребителей. Для преобразования постоянного тока в переменный подключается простой инвертор.

Преимущества UPS Standby

Источники бесперебойного питания схемы Off-Line обладают высоким КПД, при поданном на них напряжении, тихо работают, мало выделяют тепла и относительно дешевы.

Недостатки

UPS Standby выделяются:

долгим переходом на питание от аккумулятора 4÷13 мс;

искаженной формой выходного сигнала, выдаваемого инвертором в виде меандра, а не гармоничной синусоиды;

отсутствием корректировки напряжения и частоты.

Такие устройства наиболее распространены на персональных компьютерах.

ИБП интерактивной схемы

Их обозначают английским термином ««Line-Interactive». Они выполняются по предыдущей, но более усложненной схеме за счет включения стабилизатора напряжения, использующего автотрансформатор со ступенчатым регулированием.

Это обеспечивает корректировку величины выходного напряжения, но управлять частотой сигнала они не способны.

Фильтрация помех в нормальном режиме и переход на инверторное питание при авариях происходит по алгоритмам UPS Standby.

Добавлением стабилизатора напряжения различных моделей с методиками управления им позволило создавать инверторы с формой сигнала не только меандра, но и синусоиды. Однако, небольшое количество ступеней регулирования на основе релейных переключений не позволяет реализовать функции полной стабилизации.

Особенно это характерно для дешевых моделей, которые при переходе на питание от аккумулятора не только завышают частоту выше номинальной, но и искажают форму синусоиды. Помехи вносит встроенный трансформатор, в сердечнике которого происходят процессы гистерезиса.

В дорогих моделях работают инверторы на полупроводниковых ключах. UPS Line-Interactive имеют большее быстродействие при переходе на питание от АКБ, чем у ИБП Off-Line. Оно обеспечивается работой алгоритмов синхронизации между входящим напряжением с выдаваемыми сигналами. Но при этом происходит некоторое занижение КПД.

ИБП Line-Interactive нельзя использовать для питания асинхронных двигателей, которые массово установлены на всей бытовой технике, включая системы отопления. Их используют для работы устройств с , где питание фильтруется и выпрямляется одновременно: компьютеров и бытовой электроники.

ИБП двойного преобразования

Эта схема UPS получила название по английскому словосочетанию On-line» и работает на оборудовании, требующем высококачественного питания. В ней производится двойная конверсия электроэнергии, когда синусоидальные гармоники переменного тока постоянно преобразуются выпрямителем в постоянную величину, пропускаемую через инвертор для создания повторной синусоиды на выходе.

Здесь АКБ постоянно подключен в схему, что исключает необходимость его коммутаций. Этим способом практически исключается период подготовки источника бесперебойного питания на переключения.

Работу ИБП On-line по состоянию аккумулятора можно разделить на три этапа:

стадия заряда;

состояние ожидания;

разряд на работу компьютера.

Период заряда

Цепи входа и выхода синусоиды разорваны внутренним переключателем UPS.

Подключенный к выпрямителю аккумулятор получает энергию заряда до тех пор, пока его емкость не восстановится до оптимальных значений.

Период готовности

После окончания заряда АКБ автоматика источника бесперебойного питания замыкает внутренний переключатель.

Аккумулятор поддерживает состояние готовности к работе в буферном режиме.

Период разряда

АКБ автоматически переводится на питание компьютерной станции.

У источников бесперебойного питания, работающих по методике двойного преобразования электроэнергии, КПД в режиме питания от линии ниже, чем у других моделей из-за расхода энергии на выделение тепла и шума. Но в сложных конструкциях применяются методики, позволяющие увеличить КПД.

UPS On-line споосбны выправлять не только величину напряжения, но и его частоту колебаний. Это выгодно отличает их от предыдущих моделей и позволяет использовать для питания различных сложных устройств с асинхронными двигателями. Однако, стоимость таких устройств значительно выше предыдущих моделей.

Состав ИБП

В зависимости от вида рабочей схемы в комплект источника бесперебойного питания входят:

аккумуляторы для накопления электроэнергии;

Обеспечивающее поддержание работоспособности АКБ;

инвертор для формирования синусоиды,

схема управления процессами;

программное обеспечение.

Для удаленного доступа к устройству может использоваться локальная сеть, а повысить надежность схемы можно за счет ее резервирования.

В отдельных источниках бесперебойного питания используется режим «Байпас», когда нагрузка запитывается отфильтрованным напряжением сети без работы основной схемы устройства.

Часть UPS имеет ступенчатый регулятор напряжения «Бустер», управляемый от автоматики.

В зависимости от необходимости выполнять сложные технические решения источники бесперебойного питания могут оснащаться еще дополнительными специальными функциями.

#Тип_оборудования
Производимые в настоящее время источники бесперебойного питания делятся на следующие группы:

Резервные (Back или Standby) - самый примитивный тип ИБП, назван так, потому что батарея и инвертор в нормальном состоянии при работе от сети полностью отключены от нагрузки на выходе, а переключение на них происходит только в случае пропадания питания на входе (либо выхода его напряжения за допустимые пределы), время переключения с работы от сети на работу от батареи составляет обычно десятые доли секунды, а выходной сигнал имеет форму меандра или простейшего приближения синусоиды.
ИБП данного типа, как правило, не защищают подключённую аппаратуру от помех при работе от сети, также к ним категорически запрещено подключать устройства, имеющие значительный компонент индуктивной нагрузки, а именно: трансформаторные БП (кроме БП небольшой мощности для модемов и т.п.) и электродвигатели переменного тока, поскольку подача несинусоидального сигнала на такие устройства чревата их выходом из строя, т.е. корректно они работают только с импульсными БП, которыми оснащены все современные ПК, мониторы и существенная часть периферии и бытовой аппаратуры. Тем не менее, даже в случае с импульсными БП подача меандра или трапеции вместо синуса приводит к повышенному количеству помех на внутренних выходах блоков питания устройств, работающих от таких ИБП. Поэтому к данным ИБП не рекомендуется подключать аудио-видео аппаратуру и дорогостоящие либо выполняющие ответственную работу ПК, их основное применение - домашние и офисные ПК.
Линейно-интерактивные (line-interactive) - более сложный тип ИБП, в которых совмещённый инвертер/конвертер постоянно подключен к выходу, и благодаря этому время переключения значительно сокращено. Выходной сигнал может иметь форму как ступенчатого приближения (аппроксимации) к синусоиде, так и чистой синусоиды у старших моделей.

Такие ИБП наиболее популярны в настоящее время как для настольных компьютеров, так и для серверов. Тем не менее, линейно-интерактивные ИБП могут как иметь систему автоматического регулирования выходного напряжения при работе от сети, так и не иметь её. Также стоит обратить внимание на форму выходного сигнала, от этого достаточно сильно зависит область применения таких ИБП.
С двойным преобразованием (double conversion) - ИБП, в котором батарея постоянно заряжается от сети и отдаёт ток инвертору, благодаря чему подключаемая к нему нагрузка полностью гальванически развязана с электрической сетью общего пользования и постоянно питается от чистой синусоиды.

Данные ИБП не имеют каких-либо ограничений по типам подключаемой аппаратуры, если её максимальная потребляемая мощность не превышает возможности ИБП. Их основное применение - контрольно-измерительная аппаратура, ответственное коммуникационное оборудование, серверы повышенной надёжности и прочие применения, где требуется максимально качественное и надёжное электропитание.
С дельта-преобразованием (Delta conversion) - самый современный тип ИБП, отличающийся от ИБП с двойным преобразованием тем, что инвертер может напрямик получать ток от конвертера, минуя батарею, что в итоге приводит к увеличению КПД устройства при работе от сети.

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 – 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 , 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:

(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.

(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.

(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.