Ибп

Основные характеристики

Важная характеристика ИБП — его выходная мощность. От неё зависит суммарная мощность устройств, которые можно подключить к этому источнику. Для ее определения нужно:

• проверить мощность каждого устройства, которое будет работать через ИБП, и сложить все;
• переводим полученное на предыдущем шаге значение из ватт в ВА, для этого делим его на коэффициент мощности (cosϕ) равный 0,6;
• чтобы обеспечить запас, увеличиваем полученное значение на 20 %, то есть умножаем всё на 1,2.

Приведём пример расчёта. Допустим, у нас есть компьютер мощностью 250 Вт, монитор – 30 Вт и колонки 5 Вт.

Определяем их суммарную мощность:

Pw = 250 + 30 + 5 = 285 Вт.

Теперь можно узнать минимально допустимую мощность ИБП:

Pva = (Pw/0,6) * 1,2 = (285/0,6)*1.2 = 570 ВА

При определении мощности, потребляемой персональным компьютером, неправильно ориентироваться на мощность его блока питания. Определить реальное значение можно при помощи бытового амперметра или ваттметра с розеткой. Если такого прибора нет, то можно вычислить требуемую величину при помощи квартирного счётчика. Для этого нужно:

• отключить от сети все приборы, потребляющие электроэнергию;
• включить ПК и запустить на нём часто используемую программу;
• когда показания счётчика увеличатся на одну десятую киловатта, начать отсчёт времени до следующего изменения показаний;
• вычислить мощность, потребляемую компьютером по формуле: P = 100 * (60 / t), где t это время изменения показания счётчика на 0,1 кВт.

Следующим по важности параметром будет время, в течение которого ИБП сможет обеспечить функционирование подключенных к нему устройств при отключении электричества. Часто производители указывают значение, которое измерено при подключении максимальной нагрузки

Но обычно источник бесперебойного питания работает при мощностях, меньших максимальной, и время его автономной работы будет больше заявленного производителем. Увеличение продолжительности работы не пропорционально уменьшению величины нагрузки. При уменьшении суммарной мощности нагрузки в два раза время автономной работы может увеличиться в 2,5–5 раз, а при тройном падении нагрузки в — 4–9 раз.

При выборе источника бесперебойного питания нужно также обратить внимание на характеристики:

• напряжение на выходе устройства;
• время переключения — это время, в течение которого ИБП переходит от питания от электрической сети к работе от аккумуляторов.

Прежде чем покупать ИБП, нужно определить, какую технику вы будете к нему подключать — от этого зависит, сколько и какие разъёмы будут на выходе источника питания. Часто встречаются такие интерфейсы:

CEE 7 Schuko, или евророзетка, нужна для подключения Wi—Fi роутера или другой техники;

IEC 320 C13, или компьютерные разъёмы.

Полезным может также оказаться сам дисплей. На нём может отображаться важная информация: напряжение на входе и выходе устройства, уровень заряда аккумулятора, выдаваемая мощность.

Источники бесперебойного питания, построенные по принципу двойного преобразования, а также некоторые линейно-интерактивные модели при работе выделяют много тепла и нуждаются в его отводе. Чаще всего для этой цели используется вентилятор, который издаёт шум

На этот момент также стоит обратить внимание

Это все основные характеристики ИБП.

Методы диагностики

Чтобы убедиться в работоспособности бесперебойника достаточно провести диагностику электронного блока и АКБ устройства, понадобится для этого отвертка и мультиметр. Существует несколько основных способов:

• при помощи автоматического тестирования, осуществляется во время включения устройства;
• принудительно, путем нажатия кнопки «Тест», также с помощью входящего в комплект программного обеспечения, благодаря возможности удаленного мониторинга;
• с помощью ручного принудительного тестирования, с использованием входного или выходного размыкателя, переключателя и пр.

Кроме этого диагностика может быть штатной и аварийной. Во втором случае необходимо обратиться к инструкции по эксплуатации прибора. Полное отключение нагрузки от ИБП, и проверка его работоспособности в автономном режиме позволяет выявить многие дефекты в работе устройства. Заряд в АКБ получится проверить с помощью тестеров, способных измерить емкость батарей. Ремонт бесперебойного блока питания получится выполнить самостоятельно.

Линейно-интерактивный ИБП

Линейно-интерактивные источники отличаются от пассивных, в частности, тем, что имеют в своем составе автотрансформатор.

Это позволяет работать в более широком диапазоне входного сетевого напряжения без перехода на аккумуляторы. Автотрансформатор отличается от обычного трансформатора тем, что содержит не две (или более) гальванически изолированные обмотки, а, по сути одну обмотку с отводами.

Если входное сетевое напряжение длительное время снижено, контроллер, коммутируя посредством ключей обмотки автотрансформатора, повышает уровень напряжения на выходных разъемах ИБП. Если же напряжение длительное время повышено (в известных, разумеется, пределах) контроллер, коммутируя обмотки, понижает его уровень на выходных разъемах. Эта технология получила название AVR (Automatic Voltage Regulation).

Генерируемое инвертором сигнал может иметь вид аппроксимированной (ступенчатой) синусоиды или вид почти прямоугольных импульсов.

Последнее не так плохо, как этого можно было бы ожидать.

Большинство современных блоков питания, в том числе и компьютерные, — импульсные, в них сетевое напряжение все равно сначала выпрямляется.

Качество выдаваемого тока

Бесперебойные источники питания должны выдавать ток надлежащего качества. При работе от батарей за это отвечает инвертор, а в случае питания от сети, проблемные моменты должны сглаживать фильтры и стабилизатор. Возникающие в электрической цепи помехи имеют разный генезис и последствия для электроники. Поэтому в этом вопросе тоже нужно тщательно разобраться.

Сетевые помехи и защита

Все современные ИБП оснащены защитой от проблем, связанных со стороны обслуживаемых приборов. Если суммарная нагрузка будет превышать максимально допустимую или произойдет короткое замыкание, то бесперебойник сразу отключит питание.

Помехи в сети можно условно разделить на частотные и импульсные. Первые не так опасны, особенно для блоков питания компьютеров или телевизоров, которые преобразуют переменный ток в постоянный. Вторые могут вызвать проблему у любой электроники.

Поэтому большинство ИБП оснащены защитой от импульсов и гармоник с помощью варисторов и высокочастотных фильтров.

Удаление помех на линии происходит в два этапа. Сначала варисторы отсекают высокочастотные импульсы, а затем фильтр сглаживает мелкие скачки

Проблема появления высоковольтных импульсов характерна не только для силовых кабелей, но и для сетей передачи данных – компьютерных или телефонных. Они могут возникнуть по причине воздействия атмосферного электричества, пробоев рядом расположенной проводки, возникающих электрических наводок и других причин.

Многие производители выпускают модели с возможностью защиты локальной сети. Для этого у ИБП есть два разъема RJ-45 – один на вход и один на выход. Сигнал проходит через фильтр, который подавляет всплески напряжения. Для телефонных линий система такая же, только разъемы имеют формат RJ-11.

Низкое и высокое напряжение

Регулировка вольтажа происходит с помощью автоматического регулятора напряжения (AVR), основным элементом которого служит автотрансформатор. Принцип его функционирования опирается на изменении количества витков одной из обмоток, в результате чего происходит изменение напряжения в сторону увеличения или уменьшения его значения.

Наличие AVR в ИБП позволяет не включать каждый раз автономный режим при незначительном отклонении напряжения от нормативных показателей. Это значительно увеличивает срок службы аккумуляторов.

Профессиональные мультиметры, такие как CEM DT 9909, способны в течение длительного времени записывать значение напряжения. Применение такого прибора может помочь в выборе стабилизатора или ИБП

Согласно ГОСТ 29322-2014 допустимо 10-и процентное отклонение напряжения от эталонного значения на время не более чем 1 час. Все современные ИБП с регуляторами справляются с такими колебаниями.

Чистота выходящего сигнала

От модели инвертора, которая установлена в бесперебойник, зависит тип выходного сигнала. В идеале, кривой напряжения переменного тока должна быть синусоида. Но после преобразования через инвертор она принимает ступенчатый вид.

Чем больше количество ступенек в кривой зависимости мгновенного напряжения от времени, тем лучше качество переменного тока

Для некоторых устройств это важно. Для оборудования, которое содержит асинхронные электродвигатели (холодильник, кондиционер), трансформаторные блоки питания (качественная аудиотехника), блоки питания APFC (сервера и мощные вычислительные компьютеры) нужна чистая или хорошо аппроксимированная синусоида

Для оборудования, которое содержит асинхронные электродвигатели (холодильник, кондиционер), трансформаторные блоки питания (качественная аудиотехника), блоки питания APFC (сервера и мощные вычислительные компьютеры) нужна чистая или хорошо аппроксимированная синусоида.

Ни один инвертор, а значит, и ИБП не выдает чистую синусоиду, чтобы не писали в рекламных брошюрах производители оборудования. Приближение выходящего сигнала к синусоиде оценивают через коэффициент нелинейных искажений (THD).

Выходящий от блока сигнал можно считать синусоидальным при THD<5%. У некоторых моделей, например IMV NetPro 2000, этот показатель равен всего 2%.

Как выбрать ИБП для компьютера по основным характеристикам

Для того чтобы выбрать хороший источник бесперебойного питания для компьютеров нужно знать основные характеристики устройства. Среди наиболее важных параметров выделяются:

• мощность;
• время автономной работы;
• программное обеспечение;
• средства управления;
• типы и количество разъемов.

Мощность бесперебойника едва ли не самая главная характеристика на которую нужно обращать внимание

Перед тем как выбрать эффективный источник бесперебойного питания для своей техники нужно внимательно изучить все технические характеристики устройства, чтобы приобрести необходимую модель.

Как выбрать для компьютера ИБП по мощности устройства

При выборе ИБП для компьютера нужно обязательно учесть мощность подключаемого оборудования

Чтобы обеспечить бесперебойное питание для дома нужно учитывать один из самых главных параметров – максимальную мощность оборудования, которое можно подключить к ИБП. В том случае если максимальное значение подключенного оборудования будет выше наибольшей мощности источника бесперебойного питания, то устройство просто выйдет из строя. Чтобы выбрать бесперебойник идеально подходящий для вашей техники нужно заранее рассчитать его мощность, что можно сделать при помощи приводимой ниже формулы.

W_ИБП = W_ПК (либо сумма мощности всего оборудования)/0,6 × 1,4, где

• 0,6 – коэффициент перевода нагрузки из Вт в ВА (Вольт-ампер);
• 1,4 – коэффициент запаса по мощности для UPS.

Время автономной работы

Данная характеристика непосредственно зависит от емкости батареи, которой оснащается ИБП. Большинство моделей источников бесперебойного питания может работать в автономном режиме в течение 4÷8 минут. Этого времени вполне хватает, чтобы система смогла корректно закрыть все программы, сохранить редактируемые документы и отключить компьютер.

Возможность подключения дополнительных батарей позволит значительно увеличить время работы оборудования без электричества от бытовой сети

Некоторые модели UPS в состоянии проработать после отключения электричества примерно 15÷20 минут. Однако подобные устройства естественно стоят намного дороже других своих собратьев из-за батареи большой емкости. Подобные бесперебойники особенно хороши, если к ним подключено несколько видов бытовой техники.

Программное обеспечение

Поскольку некоторые бесперебойники должны не только подключаться к электросети и ПК, но и уметь «общаться» с ОС компьютера, для отдачи команд, получения необходимых данных и мониторинга работы устройства. Для этого все модели UPS производители оснащают специальным программным обеспечением.

Прежде чем купить бесперебойник для дома нужно удостовериться в его совместимости с «операционкой» вашего компьютера, а также что он может подключаться через Интернет- , USB- или COM-порты. Если в отсутствие пользователя в сети пропадет напряжение, то благодаря специальному программному обеспечению бесперебойник позволит корректно закрыть работающие программы и выключить ПК.

Средства управления

Помимо звуковой сигнализации, которая сообщает пользователю о переходе ИБП в режим автономной работы при отключении электричества и светодиодных индикаторов некоторые продвинутые модели оснащаются производителем ЖК-дисплеями. На этих небольших экранах отражается практически вся информация о работе и состоянии источника бесперебойного питания. Посредством дисплея пользователь имеет возможность установить определенный режим работы для своего оборудования.

Дисплей значительно облегчает контроль за работой ИБП и подключенного оборудования

Типы и количество разъемов

Как правило, ИБП для ПК оснащаются розетками, защищенными как от отключения электричества в сети, так и от скачков напряжения. При выборе бесперебойника следует учесть количество обеих типов разъемов, поскольку вероятнее всего вам потребуется как минимум две розетки защищенных от отключения питания в электросети.

Чем больше количество и разных типов разъемов, тем лучше

Бюджетные бесперебойники оснащаются 1-2 разъемами для присоединения внешних устройств – системника и монитора. В более дорогих моделях производители устанавливают больше розеток, а также разъемы типа USB или RJ-45.

Рейтинг лучших моделей ИБП для компьютера

Источники бесперебойного питания являются необходимым устройством для ПК и бытовой техники, особенно если место вашего проживания отличается частым отключением электричества или скачками напряжения. Выбирая ИБП стоит ориентироваться на:

• стабильность работы;
• длительность и удобство эксплуатации;
• мощность;
• бесшумность;
• размеры и вес оборудования;
• соотношение цены и качества;
• производитель.

На основании этих параметров был составлен рейтинг бесперебойников для персональных компьютеров, который поможет при выборе данного оборудования.

Powercom IMD-1025AP

Интерактивный источник бесперебойного питания с выходной мощностью 615 Вт, что достаточно для завершения работы компьютера и периферии в течение 4 минут в случае отключения электропитания от сети. Модель оснащена встроенным ЖК-дисплеем оптимизирующим работу прибора и облегчающим его настройку. ИБП обладает оптимальным соотношением цена/качество.

Плюсы:

• выходная мощность;
• ЖК-дисплей;
• USB-порт;
• достаточное количество разъемов;
• легкая настройка.

Недостатки:

• габариты;
• громкие сигналы;
• выходные розетки только компьютерные.

APC Back-UPS 1100VA

Также, как и предыдущая модель, это устройство довольно надежно и долговечно. Несмотря на более высокую стоимость, чем у предшественника этого рейтинга, APC Back-UPS 1100VA не оснащен ЖК-дисплеем, вследствие чего усложняется контроль работы оборудования.

Однако наличие 4 разъемов подающих питание от батареи на ПК и периферию выгодно отличает эту модель от своих конкурентов. Мощность устройства составляет 660 Вт, что относит его моделям интерактивного типа и делает защиту оборудования от скачков напряжения более надежной.

На полную зарядку аккумуляторов понадобится порядка 8 часов, а это, согласитесь не очень быстро и не удовлетворяет некоторых пользователей.

К преимуществам стоит отнести:

• стоимость;
• выходная мощность;
• порт USB;
• количество выходных евроразъемов.

Минусы:

• длительная зарядка батарей;
• отсутствие дисплея.

Ippon Back Basic 1050 IEC

Данная модель хоть и не обладает большим количеством разъемов, однако это компенсируется мощностью в 600 Вт, что позволяет корректно завершить работу и выключить компьютер в случае отключения электричества или скачков напряжения. В Ippon Back Basic 1050 IEC также нет дисплея, а информация о работе устройства отражается посредством светодиодов.

Время полной зарядки батарей составляет 6 часов, что совсем неплохо, особенно если учесть, что данная модель находится еще в доступном ценовом сегменте. Внешний вид устройства ничем не выделяется, а его вес составляет чуть больше 5 килограмм, что вызвано наличием емкостных батарей, которые можно заменять при необходимости.

Данная модель бесперебойника обладает звуковой сигнализацией, фильтром помех и стандартным набором защитных механизмов, от неприятных сюрпризов отечественной электросети. По отзывам пользователей Ippon Back Basic 1050 IEC характеризуется как достойный источник бесперебойного питания.

APC Back-UPS 650VA

Модель относиться к устройствам интерактивного типа, но его выходная мощность составляет всего 390 Вт, а выходные разъемы присутствуют в количестве 3 штук. Однако эти розетки относятся к типу EURO, что позволяет присоединить к ИБП не только компьютер, но и прочую бытовую технику, чувствительную к перепадам напряжения.

Полная восьмичасовая зарядка батарей и отсутствие ЖК-дисплея осложняет работу пользователя с устройством. Стоимость бесперебойника не соответствует таким низким характеристикам, что также является недостатком. Однако все минусы компенсируются высокой надежностью модели, которая обеспечила APC Back-UPS 650VA довольно длительный срок эксплуатации.

Плюсы оборудования:

• компактность;
• надежность;
• порт USB и выходные EURO-разъемы;
• бесшумность.

К недостаткам стоит отнести:

• малая выходная мощность;
• недостаточное количество выходных розеток;
• отсутствие ЖК-дисплея;
• стоимость;
• длительность зарядки.

Cyber Power UT650EI

Модель ИБП интерактивного типа с 4 выходными компьютерными разъемами, подающими питание от аккумулятора на подключенное оборудование. Выходная мощность составляет 360 Вт, что дает время работы от батареи порядка 3,5 минут. Данный бесперебойник не оснащен портом USB, что исключает подключение ПК для мониторинга состояния оборудования. Стоимость оборудования соответствует его функциональности.

Плюсы:

• доступная цена;
• надежность устройства;
• достаточная длительность работы от аккумулятора;
• количество выходных разъемов.

Минусы:

• низкая выходная мощность;
• выходные разъемы только компьютерные;
• отсутствие дисплея и разъема USB.

Различие ИБП по форме синусоиды

Кроме отличия ИБП по принципу работы, они отличаются по форме синусоиды. Ее можно увидеть только на экране осциллографа.

Форма выходного напряжения инверторов ИБП: синусоидальная – а, двухступенчатая аппроксимация синусоиды – б, трехступенчатая аппроксимация синусоиды – в

Аппроксимированная синусоида

Аппроксимированная синусоида на экране осциллографа выглядит ступенчатой линией. Это не имеет значение для большинства электроприборов, но в тех случаях если в приборе стоит трансформатор, как в старых телевизорах, или есть электродвигатель, то включать их через этот ИБП нельзя. Аппроксимированная синусоида является суммой разных частот и напряжений, в то время как трансформаторы и электродвигатели рассчитываются на частоту 50Гц. В результате они теряют в мощности, греются, гудят и могут выйти из строя. Если же к аппарату подключена только аппаратура с импульсными блоками питания (практически вся современная), то она прекрасно работает с аппроксимированной синусоидой. В импульсных блоках питания входное напряжение поступает на диодный мост, где выпрямляется  в постоянное напряжение 220V, которое не зависит от формы синусоиды.

Однако встречаются приборы с трансформаторными блоками питания. Первым признаком несоответствия формы синусоиды является сильный гул, намного громче, чем при питании от сети. Лучше всего, при пробном включении ИБП с аппроксимированной синусоидой, все приборы включать поочередно и при появлении сильного гула сразу выключить. Обычно это маломощные блоки питания или аппаратура с питанием от сети 220V.

Такие ИБП или инверторы стоят дешевле устройств с чистой синусоидой, но к ним нельзя подключать насос системы отопления или холодильник.

ИБП с чистой синусоидой

Приборы высшей ценовой категории на выходе имеют чистую синусоиду. Это дает возможность подключать к ним любую аппаратуру, в том числе электродвигатели, насосы и трансформаторы, но стоят эти ИБП намного дороже, что делает их использование для обеспечения работы электроотопления или стиральной машины невыгодным. Подробнее об этом рассказано в статье «ИБП для дома«.

Что такое источник бесперебойного питания

Источник бесперебойного питания (Uninterruptible Power Supply – UPS) — используется для кратковременного снабжения электричеством компьютера и других сопутствующих устройств: роутер, монитор, по времени достаточного для завершения работы и сохранения данных в случае внезапного отключения электропитания.

Существует 3 типа бесперебойников:

• Резервный
• Линейно-интерактивный
• С двойным преобразованием — online

Резервный (Back-UPS)

Бесперебойник резервной схемы (англ Standby, Off-Line) в обычном режиме запитан напрямую от электросети. Электромагнитные помехи и высоковольтные импульсы фильтруется пассивными фильтрами. При выходе напряжения за пределы допустимых значений или отключении, источник бесперебойного питания получает энергию от аккумулятора. Когда напряжение становится в пределах нормы, ИБП переключается на электросеть.

Резервный бесперебойник работает по самой простой схеме, состоящей из зарядного устройства, питающего аккумулятора, инвертора и реле, переключающего питание с сети на батарею и обратно.

Резервные ИБП подключают к ПК и локальным сетям начального уровня.

Выбирая блок бесперебойного питания обратите внимание на мощность аккумулятора (чем она больше, тем дольше он проработает в автономном режиме) и на время срабатывания реле – переключение с электросети на аккумуляторную батарею (чем меньше, тем лучше – быстрее). Достоинства:

Достоинства:

• Невысокая стоимость
• Практически бесшумны

Недостатки:

• Нет корректировки напряжения
• Относительно долгое срабатывания реле (4 – 12 мс)
• Несинусоидальное выходное напряжение

Линейно-интерактивный (Smart-UPS)

Принцип работы интерактивной схемы (Line-Interactive) аналогичен резервному бесперебойнику, только здесь добавлен ступенчатый стабилизатор напряжения.

Бесперебойник со стабилизатором выравнивает напряжение без перехода на батарею. Это позволяет работать устройству с широким диапазоном входящих напряжений сети.

Когда пропадает питание, ИБП переходит на работу от аккумуляторной батареи.

В зависимости от модели, интерактивные источники бесперебойного питания могут выдавать прямоугольную (трапецеидальную) или синусоидальную форму напряжения.

Время переключения реле у Smart-UPS меньше, чем в предыдущей схеме, но здесь больше тепловыделение, поэтому есть система охлаждения.

Interactive UPS подключают к компьютеру, значительной части бытовой техники и осветительным приборам. Модели с синусоидальной формой выходного напряжения можно использовать для сервера.

Плюсы:

• ИБП со стабилизатором
• Время переключения с сети на батарею меньше, чем у предыдущих моделей

Минусы:

• Дороже резервных
• Шумные из-за активной системы охлаждения

С двойным преобразованием (On-Line)

Двойное преобразование используется для серверов и другого оборудования, требовательного к качеству электропитания.

Принцип работы онлайн ИБП таков: входное напряжение преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем инвертором в переменное. Когда пропадает электричество, переключение на аккумулятор не происходит, он включен в цепь постоянно. Источник бесперебойного питания с двойным преобразованием не имеет времени переключения с сети на батарею, у него непрерывное действие.

Преимущества:

Нет переключения между источниками питания

Недостатки:

• Невысокий КПД – 80-96%
• Высокая стоимость

ИБП Онлайн типа

Это один из самых надежных и высоко технологичных приборов. Они работают на основании технологии двойного изменения тока. На сегодня это самая из совершенная технологий. Уровень защиты у такого устройства достигает 100 %, причем независимо от того, работает оно от батарей или от сети питания.

Как работает устройство этого типа – на входе в устройство ток трансформируется в постоянный. После этого происходит обратная трансформация. То есть, только что полученный постоянный ток, преобразуется в переменный. Полученный ток обладает высокими характеристиками и по синусоиде напряжения, и по его значению.

Выводы и полезное видео по теме

Основные доводы для покупки ИБП:

Подключение компьютера и монитора через ИБП. Элементарная инструкция:

Сейчас нет проблем найти источник бесперебойного питания, который подойдет для любой офисной и домашней оргтехники или компьютера. Чтобы вся система надежно функционировала необходимо подобрать ИБП по характеристикам подключаемых к ней потребителей.

Поделитесь с читателями вашим опытом выбора и применения бесперебойника для компьютера. Пожалуйста, оставляйте комментарии, задавайте вопросы по теме статьи и участвуйте в обсуждениях – форма для отзывов расположена ниже.