Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ибп

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

Всем привет! При подборе источника бесперебойного питания, необходимо быть подготовленным, знать и понимать несколько важных моментов, на которые стоит обращать внимание. Обо всем этом и не только, пойдет речь в данном материале.

Источник бесперебойного питания — это устройство со встроенным(и) аккумулятором(ами) для резервного питания различных приборов во время отключения электроэнергии.

На практике ИБП применяют на предприятиях, в различных учреждениях, реже в быту. Через источник бесперебойного питания запускают не только персональные компьютеры, но и сетевое – коммуникационное оборудование. Например, благодаря ИБП, можно успеть безопасно завершить работу персонального компьютера с предварительным сохранением всех документов.

  • Для того чтобы правильно подобрать источник бесперебойного питания, определитесь с несколькими параметрами:
  • 1) Где и для чего будет использоваться ИБП (здесь мы выбираем тип устройства)?
  • 2) Суммарная мощность подключаемых устройств, необходимое количество и вид розеток.
  • 3) Как долго должен работать ИБП без электроэнергии?

Пожалуй, это самые основные параметры при выборе. Разберем каждый более подробно.

Типы ИБП

Резервный

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

Из-за невысокой стоимости, данный тип ИБП доступен массовому потребителю. Как только электроэнергия пропадает, либо «переваливает» за установленные нормы, ИБП переводит питание нагрузки в автономный режим, т.е. от аккумулятора. Как только питание в сети нормализуется, устройство переходит в штатный режим и заряжает «подсевшие» аккумуляторные батареи. Конструкция и схемотехника устройств проста, а время перехода на питание от АКБ варьируется от 4 до 15 мс. Такие ИБП подойдут тем, кому другие типы ИБП будут не по карману.

Линейно – интерактивный

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

Линейно-интерактивный тип ИБП отличается более сложной схематехникой. Здесь присутствует ступенчатый стабилизатор напряжения (AVR). Он поддерживает стабильное выходное напряжение при существенных отклонениях входного, когда резервный ИБП при скачках напряжения будет постоянно переходить в автономный режим. Именно поэтому такие ИБП служат намного дольше. Время переключения на АКБ составляет в данном случае 4-7 мс.

Линейно-интерактивные ИБП на сегодняшний день являются распространенным типом, сфера применения в данном случае чуть шире чем у резервных. К такому ИБП можно подключить несколько компьютеров, сетевое и телекоммуникационное оборудование, использовать не только дома, но и на производствах и предприятиях.

ИБП с двойным преобразованием

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

Принцип работы намного сложнее: переменное напряжение сети благодаря выпрямителю преобразуется в постоянное, затем, инвертор вновь преобразует напряжение в переменное. Поэтому данный тип и называется «с двойным преобразованием» или «on-line». Благодаря такому подходу, любые изменения во внешней сети не страшны, и никак не отражаются на функционировании запитанного оборудования от ИБП.

  1. ИБП с двойным преобразованием больше подходят для установки в серверных или производственных помещениях, где качество питания – это один из важных параметров при работе всего оборудования (сервера, шлюзы, сетевое и коммуникационное оборудование, аудио-видеоаппаратура).
  2. В данном случае у ИБП все аккумуляторные батареи всегда подключены к установленному инвертору, поэтому при потере питания в электрической сети, все потребители автоматически начинают питаться от аккумуляторных батарей.
  3. ИБП с двойным преобразованием обладают большой мощностью, из-за этого у многих ИБП данного типа высокий уровень шума и повышенное тепловыделение, к тому же очень дорого стоят.

Мощность ИБП

Основным параметром при выборе ИБП является его выходная мощность, которую производители указывают в вольт-амперах VA. Как понять какая мощность нужна?

1. Выясняем мощность вашего оборудования, которое вы собираетесь подключить к ИБП. Посмотреть потребляемую мощность можно в паспорте/инструкции или на корпусе любого электроприбора.

2. Суммируем её.

3. Т.к. мощность ИБП полная и указана в вольт-амперах (ВА, VA), а мощность приборов указана в ваттах (Вт, W), нужно нашу суммарную мощность перевести так же в ВА. Для этого делим полученную суммарную мощность на коэффициент мощности, который равен 0,6.

4. Накидываем сверху 20% для запаса, чтобы ИБП не работал постоянно на пределе.

Для большей наглядности приведу примеры расчета:

  • Пример №1. Типовой бюджетный ПК
Блок питания ПК – 300 W;
Монитор диагональю 21,5” – 25 W;
Колонки – 5 W;
Струйный принтер – 10 W.
Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

Суммируя мощность каждого устройства, получаем, что общая мощность составит 340 W.

Далее переводим мощность из ватт в вольт-ампер. Пользуемся формулой Pva = Pw/0,6. В нашем случае, получается, что 340 / 0,6 *1,2 = 680 VA. Откуда взялся параметр 1,2 спросите вы? Все очень просто, мощность ИБП должна быть всегда больше суммарной мощности как минимум на 20%.

Учитывая все параметры, получается, что для данного примера необходим источник бесперебойного питания мощностью минимум 680 VA, для этого вполне подойдет ИБП резервного типа который способен проработать не больше 10 минут под нагрузкой.

Этого времени вполне хватит для успешного завершения работы и выключения ПК.

  1. Пример №2. Игровой ПК
Блок питания ПК – 700 W;
2 Монитора диагональю 27” – 60 W;
Акустика – 40 W;
Игровая периферия и прочие устройства – 50 W;
Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

Суммируя мощность снова, получаем, что общая мощность равна 850 Вт. Следуя приведенному примеру выше, производим расчеты: 850 / 0,6 * 1,2 = 1700 VA. Для данного примера необходим источник бесперебойного питания мощностью как минимум 1700 VA, прекрасно подойдет ИБП линейно-интерактивного типа. Такие ИБП прекрасно поддерживают автономную работу на протяжении 15-30 минут при полной нагрузке.

Виды разъемов и интерфейсы

В момент выбора ИБП необходимо заранее подумать о том сколько приборов будет подключено к ИБП, и какие типы разъемов нужны?

К ИБП подключают не только ПК, но и зачастую прочую периферийную технику. Самое главное, чтобы число разъемов било с количеством подключаемого оборудования, лучше выбирать всегда с запасом в 1-2 разъема.

  • У ИБП, как правило, встречаются разъёмы двух типов:
  • — CEE 7 Schuko (вилка под «евророзетку»);
  • — IEC 320 C13 (компьютерная вилка);

Важно, чтобы все разъемы соответствовали типу разъемов подключаемой техники.

Например, если у оборудования разъёмы типа — CEE 7 Schuko, а у ИБП лишь пару разъемов типа IEC 320 C13, то вы просто не сможете подключить к нему нужное устройство.

Придется купить дополнительный переходник под такой разъем, а это лишняя трата денег. Чтобы не попасть в просак, внимательно смотрите на типы разъемов приобретаемого ИБП.

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

В зависимости от модели ИБП количество разъемов варьируется от 1 до 10, однако количество которые осуществляют бесперебойное питание везде разное, их увеличение ведет к удорожанию прибора.

Лучше подбирать модели, у которых есть в наличии несколько выходных разъемов прямого питания (SURGE ONLY), так как через разъемы UPS (невысокой мощности) можно питать не все электроприборы.

Таким образом, ИБП также будет являться неким «тройником-удлинителем» для подключения техники «напрямую».

Некоторые типы ИБП имеют в конструкции дополнительные разъемы для подключения телефонной и локальной линии. На корпусе устройств располагаются как входные, так и выходные разъемы RJ-11 и RJ-45 для защиты от импульсов паразитного напряжения и помех.

  1. Служебные разъемы USB-В или RS-232 предназначены для конфигурирования ИБП, с помощью специального ПО можно управлять режимами работы ИБП, осуществлять мониторинг или настройку автоматического завершения ИБП при определенной тактике работы.
  2. В последнее время актуальны ИБП для дома, у которых есть в наличии разъемы типа USB-А, с их помощью можно заряжать различные устройства (смартфоны, планшеты, мр3-плеер и прочие девайсы).

Время автономной работы

Время автономной работы ИБП напрямую зависит от емкости используемых аккумуляторных батарей. Чтобы не приобрести излишек «свинца», заранее подумайте какое количество времени вам нужно для выполнения задач при отключении электроэнергии.

Производители в своих технических характеристиках устройств приводят примеры продолжительности работы ИБП от аккумуляторных батарей. Однако это время, как правило, указано при задействованной максимальной нагрузке, на практике такое редко когда бывает, и данное время существенно выше.

Например, если ИБП с мощностью в 700 VA, имеет выходную мощность 405 W, то время работы ИБП под нагрузкой 405 W составит 4 минуты, но если через такой ИБП запущен системный блок и монитор общей мощностью в 320W, то естественно время реальной работы от АКБ будет чуть больше.

За 10 минут такой работы можно спокойно сохранить все документы, проекты и выключить ПК.

Чтобы ИБП поддерживало постоянную и бесперебойную работу подключенного оборудования, нужно делать выбор в сторону ИБП с возможностью подключения дополнительных аккумуляторных батарей. Это может быть либо отдельные корпуса, либо прямое подключение аккумуляторов с помощью специальных проводов. В таком случае купите нужное количество дополнительных аккумуляторных батарей.

Некоторые объекты, на которых установлены дорогие источники бесперебойного питания с дополнительными аккумуляторными модулями, нельзя отключать даже для технического обслуживания. Поэтому столь важно чтобы у таких ИБП была обеспечена возможность горячей замены аккумуляторных батарей, без выключения оборудования.

Дисплей, охлаждение и уровень шума

Источник бесперебойного питания оснащен кнопками управления? Тогда стоит обратить внимание на наличие дисплея, ведь с его помощью легче пользоваться устройством. На ЖК-дисплее отображается вся полезная информация: входное-выходное напряжение, процент заряда батареи, время работы от батареи, мощность и частота.

У источников питания резервного типа, уровень шума низкий, как и его тепловыделение, чего не скажешь о ИБП с двойным преобразованием и некоторых моделей линейно-интерактивного типа. Такие устройства оснащаются дополнительными вентиляторами, которые способствуют охлаждению. Именно поэтому у них высокий уровень шума и тепловыделение.

Критерии выбора

Имея четкое представление о том, что вы будете подключать к ИБП и где его расположите, можно остановится на конкретных моделях и выбрать подходящую для себя.

Для тех, у кого нет средств на покупку дорогостоящей техники, подойдут [url=»http://www.dns-shop.ru/catalog/17a8963b16404e77/istochniki-besperebojnogo-pitaniya/?order=1&stock=2&f=1999-3000]ИБП резервного типа до 3000 рублей. К такому устройству можно будет подключить слабенький ПК и монитор.

Для офисного ПК, с пару мониторами, не стоит покупать дорогой ИБП, [url=»http://www.dns-shop.ru/catalog/17a8963b16404e77/istochniki-besperebojnogo-pitaniya/?order=1&stock=2&f=g3l&f=600-3000&f=2-3]достаточно выбрать резервный с 2-3 разъемами и мощностью выше 600 VA.

Для игровых станций подойдут [url=»http://www.dns-shop.ru/catalog/17a8963b16404e77/istochniki-besperebojnogo-pitaniya/?order=1&stock=2&f=g3n&f=1500-3000]ИБП линейно-интерактивного типа, мощностью от 1500 VA. Стоимость подобного оборудования варьируется в диапазоне от 5000 до 100 000 рублей. В данном случае встречаются модели с дисплеем, возможностью управления и конфигурирования с помощью специального ПО.

Если стоит задача резервирования питания для большого количества приборов, тогда необходим [url=»http://www.dns-shop.ru/catalog/17a8963b16404e77/istochniki-besperebojnogo-pitaniya/?order=1&stock=2&f=2000-3000&f=7-9]ИБП с максимальным количеством UPS розеток и мощностью от 2000 VA.

Читайте также:  Предохранительный клапан в системе отопления: виды, назначение, схемы, монтаж

Для серверного, сетевого или телекоммуникационного оборудования подойдут ИБП мощностью от 1500 VA и выше. Например, [url=»http://www.dns-shop.ru/catalog/17a8963b16404e77/istochniki-besperebojnogo-pitaniya/?order=1&stock=2&f=1999-34000&f=g3n&f=1500-3000&f=gfq&f=gi7]ИБП линейно-интерактивного типа подешевле, либо [url=»http://www.dns-shop.ru/catalog/17a8963b16404e77/istochniki-besperebojnogo-pitaniya/?order=1&stock=2&f=g3m&f=1500-3000&f=gfy]ИБП с двойным преобразованием чуть подороже. Для защиты серверного и сетевого оборудования, монтированного в шкафах, лучше рассматривать ИБП для установки в стойку, с обязательной возможностью подключения [url=»http://www.dns-shop.ru/catalog/17a8963b16404e77/istochniki-besperebojnogo-pitaniya/?order=1&stock=2&f=g3n-g3m&f=gfy]дополнительных аккумуляторных батарей. Если место позволяет, можно рассматривать ИБП напольного исполнения, но это не всегда удобно, так как подобные ИБП занимают много места.

*Важно учитывать, что дополнительные батарейные модули и аккумуляторы, всегда приобретаются отдельно!

На этом все, спасибо за внимание!

Источник: https://club.dns-shop.ru/post/16174

Беспреребойник для компьютера — как работает почему его обязательно следует испоользовать

Источник бесперебойного питания (ИБП) для компьютера рекомендуется использовать, когда часто наблюдаются перепады напряжения сети или необходимо сохранить важную информацию. Существуют разные виды таких устройств. При выборе учитывают основные параметры, их соотносят с характеристиками ПК. За счет этого обеспечивается надежность при эксплуатации компьютера.

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

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.

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.

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБПСветовая индикация прибора

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.

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБПИБП 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.

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 выбрать компактный ИБП с минимальными возможностями. В офисах устанавливают подобные устройства с большим количеством розеток.

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

Для чего используют ИБП

Главным направлением применения является обеспечение бесперебойной работы техники, об этом можно узнать из названия такого устройства. Если интересно, для чего еще нужен ИБП, рассматривают другие его возможности:

  • поддержание частоты сетевого напряжения на требуемом уровне — 50 Гц, если значение этого параметра изменяется, увеличивается риск выхода подключенной техники из строя, в лучшем случае компьютер будет работать нестабильно;
  • поддержание подаваемого на ПК напряжения на достаточном уровне, что необходимо при колебаниях значений данного параметра;
  • защита ПК от поломки или отключения при перегрузках сети, что возможно при одновременном включении разных бытовых устройств и компьютера, в том числе.

Принцип работы ИБП

Механизм действия таких приборов отличается, на что влияет тип конструкции. Если интересно, что такое ИБП, нужно изучить особенность разных видов:

  • резервные (Offline);
  • линейно-интерактивные;
  • онлайн-приборы.

В нормальных условиях электропитание ПК осуществляется в обход источника бесперебойного питания. Это наиболее простые устройства.

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБПРезервный ИБП Powercom SPD-1000u

Недостатком считается низкий уровень защиты — эффективность 55-60%. Это обусловлено тем, что сигнал фильтруется лишь частично. Возможностей такого прибора достаточно для эксплуатации в быту. На крупных предприятиях качество питания ниже. По этой причине в таких условиях требуется устанавливать надежные ИБП.

Для этого предусматривается коммутирующее устройство. В результате отклонение напряжения на выходе ИБП не наблюдается.

Отмечается увеличение надежности таких приборов — уровень эффективности до 85%. Бесперебойники этого вида делятся на группы: модели, выдающие на выходе ступенчатую или «чистую» синусоиду (без искажений).

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБПЛинейно-интерактивный ИБП Powercom Raptor RPT-1025AP LCD с ЖК-экраном

Онлайн-бесперебойники характеризуются высокой надежностью.

Ток на входе бесперебойника преобразуется в постоянный, что реализуется посредством выпрямителя. Затем инвертор преобразует его в переменный. В результате получают ток, характеризующийся подходящими параметрами.

Онлайн-бесперебойники оснащаются байпасом. Этот элемент конструкции обеспечивает бесперебойную работу ПК, даже если один из узлов ИБП вышел из строя.

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБПИБП с двойным преобразованием СИПБ2БА.9-11

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.

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

Источник: https://3batareiki.ru/ibp/besprerebojnik-dlya-kompyutera-kak-rabotaet-pochemu-ego-obyazatelno-sleduet-ispoolzovat

Ибп — виды, принципы работы источников бесперебойного питания — блог самэлектрик.ру

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.

Вот пример, 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 автоматический ввод резерва), генератор, солнечная батарея, 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:

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 работу реле напряжения, которое отключает нагрузку, а Back UPS не отключает, а переключает на аккумулятор, что позволяет ей некоторое время поработать.

Читайте также:  Сравнительный обзор: ванна или душевая кабина – что лучше?

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 релейный стабилизатор напряжения 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.

А что там свежего в группе вк самэлектрик.ру?

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

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

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

Back UPS. Осциллограмма при переходе с сети на батарею.

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:

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

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:

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

Back UPS. Выход, длительность 2 секунды

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

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

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 пускатель 2-й величины, переключал туда-сюда режимы питания – пускатель втянут надежно, никаких проблем.

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

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

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.

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

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 включению ИБП в цепь управления промышленного холодильника.

Статья понравилась?Добавьте её в свою соц.сеть и дайте оценку!

(6

Источник: https://SamElectric.ru/powersupply/istochniki-besperebojnogo-pitaniya.html

Блок бесперебойного питания устройство для чего нужен и как работает типовой ИБП

  1. Самая главная проблема, которая возникает у ИБП чаще всего – это выход из строя аккумуляторной батареи. Севший аккумулятор можно определить по тому, что бесперебойник перестает держать нагрузку – при отключении электричества компьютер сразу же выключается.

    Также испорченная батарея может проявлять себя по другому: бесперебойник совсем не включается, или включается и непрерывно пищит. О том, как поменять аккумулятор в бесперебойнике я писал в этой статье. Там написано про конкретный ИБП, но принцип замены во всех источниках практически не отличается.

  2. ИБП может совсем не включаться из-за перегоревшего предохранителя.
  3. Если источник бесперебойного питания нормально запускается, но компьютер не включается, то проверьте провода, они могут выйти из гнезд.

Надеюсь моя статья была для вас полезна и вы почерпнули для себя что-то новое.

Если же у вас остались вопросы, то можете задавать их в х.

Похожее

Куда уходит напряжение и когда вернется?

Нет сетей со стопроцентной надежностью. Внезапно свет в квартире или доме гаснет. Связано это с повреждениями кабельных или воздушных линий, электрооборудования подстанций.

Аварии в пределах города, если они не связаны со стихийными бедствиями, ликвидируются относительно быстро. Для этого работают диспетчерские службы и оперативные бригады.

А исключить поврежденный участок и заменить его другим возможно из-за их взаимного резервирования.

В сельской местности и дачных хозяйствах все иначе. Линия питания одна, ехать бригаде далеко. После ураганов или гроз количество поваленных деревьев на провода линий увеличивает шансы остаться в темноте надолго. А при повреждении силового трансформатора ждать придется больше суток.

Ремонт воздушной линии электропередач

Время идет, продукты в холодильнике портятся. Не вскипятить чайник – он электрический. Приготовить ужин не на чем. Разрядилась батарея мобильного телефона – невозможно позвонить в МЧС. В темноте не найти лекарство для бабушки. Остывают нагревательные приборы, а вместе с ними – и сам дом.

Чтобы этого не происходило, нужен персональный, независимый от сети источник электроснабжения. Для этой цели и применяется инвертор.

Как работает ИПБ

В конструкцию ИПБ входит аккумуляторная батарея определенной емкости. Именно она, включается в работу при падении напряжения и обеспечивает пользователю несколько минут от 5 до 30, это зависит от емкости АКБ, для корректного закрытия файлов и выключения компьютера в штатном режиме.

Простейший инвертор – источник бесперебойного питания (ИБП) компьютера. Внутри него находится аккумулятор, накапливающий энергию. Он работает в режиме постоянной подзарядки. Для этой цели в состав ИБП входит зарядное устройство, следящее за уровнем напряжения на батарее. В зависимости от него оно регулирует ток заряда или отключает батарею.

Источник бесперебойного питания для компьютера

Как только напряжение питания исчезает, устройство управления отключает нагрузку от сети. Одновременно она подключается к аккумулятору через инвертор, являющийся частью ИБП.

Аккумуляторные батареи на 220 В существуют, но занимают помещение, размером с комнату. Поэтому во всех ИБП аккумуляторы изготавливаются на низкое напряжение. Инвертор, преобразуя его в синусоидальное, одновременно повышает эту величину до номинального напряжения сети.

Недостаток Меры по устранению
Работа с номинальной нагрузкой возможна короткое время, достаточное лишь для сохранения важных данных и корректного отключения компьютера Увеличить емкость аккумуляторной батареи
Нельзя работать с перегрузкой, при этом защита отключит выход ИБП Увеличить мощность инвертора

Выбор аккумуляторов для инвертора

Батареи к инвертору приобретаются отдельно. Но и тут есть особенность: аккумуляторы бывают кислотными или щелочными. Принципы заряда у них разные, поэтому каждый инвертор годится только для работы с определенным типом батарей. Иначе он будет неправильно определять степень заряженности аккумуляторов и заряжать их.

Свинцово-кислотный аккумулятор Delta серии HRL

Использование автомобильных аккумуляторных батарей в составе инверторов не оправдано. Они, хоть и способны выдать в течение короткого времени мощный импульс тока (в автомобиле это нужно для работы стартера), не переносят глубоких разрядов. А разряды неизбежны при длительной работе инвертора. Поэтому ресурс таких батарей в системах энергоснабжения ограничен.

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

Для работы с инверторами оптимально применение гелевых или стекловолоконных аккумуляторов. Они изготовлены по специальной технологии и способны многократно переносить глубокие разряды без потерь. И опять же: зарядное устройство инвертора должно поддерживать режим заряда таких батарей.

Гелевый аккумулятор Delta серии DTM

Пример расчета времени автономной работы
Напряжение батареи, В Емкость батареи, А∙ч Нагрузка, Вт Время работы, ч
12 55 150 4
12 190 150 15

Цифры в последней колонке не впечатляют. Да и стоимость инверторов и аккумуляторов к ним не такая уж и маленькая.

Так есть ли смысл в инверторе?

Инвертор для бесперебойного энергоснабжения дома

Инвертор является логичным развитием источника бесперебойного питания компьютера, лишенным присущих ему недостатков.

Внешний вид инвертора

Увеличение емкости аккумуляторной батареи напрямую связано с ее габаритными размерами. Размещать ее в корпусе инвертора становится нецелесообразным. Поэтому он выделяется в самостоятельное устройство, решающее три основных задачи:

  • заряд батареи и контроль напряжения сети;
  • переключение источников снабжения;
  • преобразование напряжения батареи в величину 220 В переменного тока.
Читайте также:  Робот пылесос polaris 0610: особенности работы и сравнение с аналогами

Читать далее:  Разные схемы вентиляции в бане

Основная характеристика инвертора – его мощность. Но при ее выборе учитывается один нюанс. Мы уже говорили, что ИБП не может работать с перегрузкой. То же самое касается и инвертора. Если в составе нагрузки планируются холодильник, электродвигатели насосов отопительных котлов, то учитываются их пусковые токи.

Еще одна характеристика инвертора, на которой стоит заострить внимание, это – качество преобразования постоянного тока в переменный. Напряжение в сети изменяется во времени по синусоидальному закону. Ни одно бытовое полупроводниковое устройство не сгенерирует синусоидальное напряжение так, чтобы оно в точности повторяло сетевое.

Отличие формы напряжения на выходе инвертора от синусоидальной

Но увеличение частоты дискретизации ведет к удорожанию устройства. А ступенчатая форма напряжения неприемлема для работы электродвигателей и некоторых полупроводниковых устройств.

Такие инверторы, вырабатывающие так называемую модифицированную синусоиду, используются только для питания активной нагрузки: нагревательные элементы, лампы накаливания.

Для приборов, критичных к форме напряжения питания, придется приобрести более дорогой инвертор.

Достоинства и недостатки инверторов

Альтернативой инверторам являются дизельные или бензиновые генераторы. Поэтому и выявлять их достоинства будем, сравнивая с получением электричества с помощью двигателей внутреннего сгорания. Перечислим недостатки генераторов, от которых можно избавиться с помощью инверторов:

  • необходимость постройки отдельного помещения с вентиляцией и подогревом в зимнее время;
  • хранение запаса топлива (а для дизеля – замена летнего топлива на зимнее при наступлении холодов);
  • шум при работе, доставляющий неудобство не только хозяевам, но и соседям;
  • необходимость периодического обслуживания (проверки уровня масла, замены свечей, фильтров);
  • ручной запуск, необходимость контроля параметров в процессе работы.

Блок бесперебойного питания: устройство, для чего нужен и как работает типовой ИБП

Инвертору же не требуется отдельного помещения, он не создает шума при работе (работа вентиляторов охлаждения – не в счет). Вмешательство пользователя в процесс работы не требуется.

При разряде аккумулятора (падении величины напряжения на батарее до минимально возможного уровня) устройство само отключится и замрет в ожидании восстановления напряжения сети.

Затем оно зарядит батарею, и будет ждать, когда сможет вновь оказаться полезным.

Дизельный генератор

И автоматическое переключение с питания от сети на питание от батареи подкупает. Но время автономной работы инвертора мало. Даже, если уменьшить нагрузку до минимально возможной, рано или поздно батарея разрядится. «Конец света» отсрочен, но неизбежен.

Читать далее:  Локальная канализация загородного дома

Поэтому при решении вопроса: что использовать для аварийного питания жилища – генератор или инвертор рассматривают комплекс факторов.

Инвертор или генератор?

Для начала собирают статистические данные о том, как часто и на какой период пропадает напряжение в городе или поселке. Если эти события случаются очень редко, то нет смысла приобретать генератор, строить для него отдельное помещение, где он будет простаивать в ожидании своего часа.

Затем определяют суммарную мощность электроприборов, питание которых планируется от инвертора в аварийном режиме работы.

В этот список нет смысла включать наружное и подвальное освещение, а при наличии в доме трех телевизоров достаточно одного. В целях экономии жертвуют теми электроприборами, без которых можно пережить сутки или двое.

Остальные при исчезновении напряжения питания придется отключить от сети вручную, или предусмотреть для этой цели автоматику.

Но зато учитывают систему теплоснабжения (отопительный котел), если он есть. Причем, с учетом всех пусковых токов его электродвигателей, не исключено, что ему придется запускаться при питании дома от инвертора.

И не забывают главное – холодильник с его пусковым током, если он компрессорный. Также добавить в список микроволновую печь или электроплитку, электрочайник.

По суммарной мощности нагрузки выбирают модель инвертора, учитывая дополнительно, какого качества синусоидальное напряжение он будет вырабатывать.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafetyru

Осталось сложить цены, получив итоговую сумму. И проделать тот же самый расчет для генераторной установки. Здесь тоже можно сэкономить: при нечастых отключениях от сети совсем не обязательно строить под нее помещение. Можно хранить ее в сарае, а при необходимости – вынести на улицу и подключить к сети с помощью гибкого кабеля и разъемного соединения.

Не забудьте добавить в список запасные части, необходимые для обслуживания установки в течение срока службы альтернативного ей инвертора. Только так можно рассчитать экономический эффект, а не первоначальные затраты на приобретение оборудования. Инвертор не потребует дополнительных капиталовложений на протяжении всего срока службы, а вот двигателю внутреннего сгорания уход необходим всегда.

https://www.youtube.com/watch?v=upload

Теперь сравниваем получившиеся суммы и принимаем решение. И помните: за комфорт всегда нужно переплачивать. Готовы вы к этому или нет – решать вам.

Источник: https://ManRem.ru/blok-bespereboynogo-pitaniya-ustroystvo-chego-nuzhen-rabotaet-tipovoy/

Устройство ИБП и принцип его работы

Источник бесперебойного питания — компонент системы питания, который располагают между нагрузкой и питающей сетью. Главная функция ИБП состоит в обеспечении бесперебойного питания.

Как устроен бесперебойник? Упрощённая схема ИБП включает аккумуляторные батареи и специальные элементы ИБП, компенсирующие возмущения в магистральной сети, а именно инвертор, выпрямитель, фильтр и в некоторых случаях байпас.

На сегодняшний день бесперебойники разделяют на три группы. У каждой из групп принцип работы ИБП имеет свои особенности.

Ключевым компонентом ИБП являются аккумуляторные батареи. Именно АКБ определяют сколько работает ИБП при отключении питания в сети.

Как правило, в ИБП используются свинцово-кислотные аккумуляторы, имеющие следующие параметры: напряжение 12В и ёмкость 7Ач или 9Ач. АКБ относятся к типу герметичных и не обслуживаемых.

В самых простых ИБП используется 1 аккумулятор, а в мощных бесперебойниках их количество может быть во много раз больше.

Резервные ИБП

Так называемые резервные ИБП являются самыми простыми и доступными.

Принцип работы бесперебойника данного типа крайне прост: электропитание нагрузки осуществляется через сеть, если там имеется напряжение, в противном случае происходит переключение питания от АКБ.

Зарядка АКБ осуществляется вовремя работы ИБП. Согласно статистике, эффективность таких ИБП при сбоях питания составляет 55-60%.

В большинстве случаев рассказать о том, как работает ИБП для компьютера, можно сославшись на принцип работы оффлайн ИБП. Большинство домашних бесперебойников для компьютера выполнены по данной технологии.

Уровень защиты, который они могут обеспечить является самым низким из всех существующих бесперебойников. Фильтрация сигнала осуществляется лишь частично.

Зачастую такого уровня защиты для домашней техники вполне достаточно, так как качество питания в таких сетях несколько выше, чем в промышленных.

Резервные ИБП прекрасно работают в паре с компьютером, но при этом они абсолютно не совместимы для работы в паре с насосами, котлами отопления и другой подобной техникой, так как работа ИБП резервного типа не обеспечивает синусоидальную форму напряжения. Для компьютеров это не критично, так как в них используются коммутируемые источники питания.

Этот факт позволяет таким устройствам выдержать небольшой провал питания за счёт наличия некоторого количества энергии в собственных конденсаторах. Время переключения офлайн с сети на АКБ колеблется от 2 до 15 миллисекунд. Схема работы ИБП включает в себя инвертор, который превращает постоянный ток АКБ в переменный.

Следует заметить, что такие ИБП, как правило, являются маломощными.

Линейно-интерактивные ИБП

Устройство и работа источников бесперебойного питания интерактивного типа практически идентичен резервным ИБП. Исключением является способность стабилизации напряжения, которое осуществляется с помощью коммутирующего устройства.

Преимущество стабилизации заключается в отсутствии необходимости на переключение питания при существенных отклонениях напряжения. Отклонения входного напряжения может достигать порядка 20% от нормального значения. Выходное напряжение бесперебойника при этом практически не колеблется.

Эффективность защиты линейно-интерактивных ИБП составляет 85%.

В сравнении с резервными ИБП они обеспечивают более высокий уровень защиты, но уступают онлайн ИБП. Работа бесперебойника линейно-интерактивно типа может быть разделена на две группы.

Устройства, относящие к первой группе, дают на выходе аппроксимированную синусоиду, то есть ступенчатую. Вторая группа выдаёт «чистую» синусоиду без каких-либо искажений. Последние в некоторых случаях могут стать заменой онлайн ИБП.

Наличие чистой синусоиды на выходе позволяет применять их для защиты электродвигателей и котлов отопления.

Онлайн ИБП

Самые надёжные и высокотехнологичные ИБП относятся к типу онлайн. В них реализована технология двойного преобразования – самая прогрессивная из всех существующих. Степень защиты обеспечиваемый такими устройствами стремится к 100% независимо от того какие режимы работы ИБП активны: от сети или АКБ.

Как работает ИБП с онлайн топологией? На самом деле принцип работы вложен в само название. Ток на входе преобразуется на выпрямителе в постоянный, после чего инвертор преобразует его снова в переменный.

Переменный ток на выходе обладает идеальными параметрами как по форме напряжения, так и по его значению.

ИБП содержит в себе резервную линию — байпас, по которой осуществляется питание в случае неисправности какого-либо из узлов источника бесперебойного питания.

Принято говорить, что время переключения на АКБ равно нулю, но на самом деле аккумуляторные батареи всегда подключены к цепи. Поэтому данные ИБП и называются онлайн. Такое устройство бесперебойника позволяет защитить нагрузку от любых видов возмущений, которые могут встречаться в магистральной сети. Применяются такие ИБП для защиты критической и очень чувствительной нагрузки. Все мощные ИБП выполняются по данной технологии. Несмотря на высокую мощность применяются дополнительные решения, которые позволяют увеличить автономность. Чаще всего конструкция позволяет ИБП — как пользоваться в связке с генератором, так и с внешними АКБ.

Однако, двойное преобразование имеет и свои недостатки. Устройство ИБП является довольно сложным, что влияет на его стоимость не лучшим образом. Наличие двойного преобразования понижает КПД, но на современных ИБП он довольно высокий.

Реализованы специальные технологии энергосбережения, позволяющие довести коэффициент полезного действия до максимальных значений. Кроме того, процесс двойного преобразования сопровождается тепловыделением и шумами.

Стоит признать, что удельный вес всех этих минусов является несравнимо малым в сравнении со всеми достоинствами, а в главную очередь с уровнем защиты.

Источник: https://eaton-enkom.ru/articles/ustroystvo-ibp-i-printsip-ego-raboty/

Ссылка на основную публикацию