Для чего нужен бесперебойник?
Источники бесперебойного питания устанавливаются в электросетях с периодическими блэкаутами и значительными колебаниями вольтажа. ИБП работают там, где присутствует электрооборудование, которому требуется непрерывное электропитание.
Работа ИБП сводится к выполнению следующих функций:
- поддержке питания приборов на период блэкаута, для корректного завершения работы нагрузки, сохранения важной информации и файлов;
- улучшению выходных параметров (в моделях с возможностью коррекции выходного напряжения);
- устранению сетевых помех;
- защите от перегрузки, токов короткого замыкания и сетевых аварий.
Типы проблем сети, при которых используется бесперебойник:
- отключения электричества на период от нескольких минут до нескольких часов;
- значительные прыжки или просадки напряжения;
- гармонические искажения входного сигнала.
Самые простые бесперебойники резервного типа имеют ограниченный функционал. Эти ИБП работают только для того, чтобы обеспечивать технику напряжением при отсутствии света. Полным спектром опций оснащены более дорогие модели топологии онлайн — они не только позволяют использовать технику при отключении электроэнергии, но и непрерывно стабилизируют вольтаж, если в сети наблюдаются его «прыжки».
Внешний вид
Бесперебойник – самостоятельное электронное устройство в прямоугольном корпусе. На его передней панели находятся кнопки включения/настройки и светодиодная индикация. Более дорогие модели оснащены дисплеем и дополнительными элементами управления. Сверху или сбоку на корпусе расположены гнезда для подключения техники.
Конструкция бесперебойника
Чем функциональнее прибор, тем больше компонентов присутствует в его корпусе. В составе устройства находится следующее:
- Аккумуляторная батарея. Именно за счет нее бесперебойник автономно поддерживает работу нагрузки на необходимое время в период отсутствия электричества. Качество АКБ определяет эффективность автономии всей системы. В основном для бесперебойников используются тяговые свинцово-кислотные 12 вольтовые батареи (стартерные батареи для авто не подойдут). Подробно об аккумуляторах для работы ИБП можно узнать в нашей статье.
- Инвертор. Переводит постоянный сигнал от батарей в переменный для подачи на подключенные электроприборы.
- Регулятор выходного напряжения. Есть только в линейно-интерактивных изделиях. В качестве этого узла выступает трансформатор, который ступенчато корректирует выходной сигнал под требование нагрузки – 220/230 В. В ИБП топологии онлайн коррекцию вольтажа вместо трансформатора выполняет выпрямитель и инвертор. Эти элементы создают двойное преобразование энергии, за счет которого на выходе получается более точный сигнал.
- Блок управления. Выполняет контроль работы ИБП и батарей, анализирует состояние сети, проводит самодиагностику.
Длительность автономной подачи напряжения бесперебойником зависит от двух составляющих:
- емкости батареи;
- потребляемой мощности подключенных приборов.
О том, как рассчитать ИБП по времени автономной работы, можно узнать в отдельной статье.
Для работы докомпьютерной техники в основном приобретаются модели, способные поддерживать её питание 5-20 минут. Этого бывает достаточно, чтобы успеть сохранить важную информацию и корректно завершить рабочий сеанс без ущерба для открытых программ и самой техники.
Для более сложного и требовательного оборудования (например, энергозависимого котла и его насосного обеспечения) устанавливают ИБП с батареями большой емкости, которые способны обеспечивать резервным питанием критическую технику до нескольких часов.
Типы ИБП
Существует несколько типов бесперебойников. Они отличаются принципом работы, функциональностью и конструкцией.
Резервные
Резервные или офлайн (off-line) имеют самое простое устройство и минимальную цену. ИБП работают с домашними ПК, маломощной офисной техникой, рабочими станциями, IP-телефонией.
При стабильной входной сети они напрямую подают напряжение к подключенным к ним приборам, никак не изменяя сигнал. При отсутствии электричества бесперебойники автоматически переключают приборы на работу от аккумуляторной батареи, поддерживая их питание на срок от 5 до 15 минут. В случае возобновления подачи электрической энергии от централизованной сети они возобновляют свою работу от розетки.
Преимущества:
- низкий уровень шума;
- минимальный нагрев;
- компактность.
К недостаткам резервного ИБП относят:
- достаточно продолжительный промежуток перевода питания на АБ (до 20 мс). Такая длительность переключения между входной сетью и АКБ может быть критична для некоторых устройств и вызвать сбои в их работе;
- отсутствие коррекции сигнала на выходе;
- несинусоидальную форму выходной синусоиды при работе ИБП от аккумуляторных батарей;
- небольшую мощность (не более 2000 ВА).
Именно поэтому резервные ИБП не подходят для работы с чувствительной к параметрам сети техникой и оборудованием с электродвигателями. За счет невысокой эффективности защиты они распространены преимущественно для домашних компьютеров и защиты ПК в офисах с невысокой значимостью обрабатываемой информации.
Линейно-интерактивные
Линейно-интерактивные (Line-Interactive) источники бесперебойного питания оснащены ступенчатым стабилизатором. Это позволяет им регулировать уровень напряжения при погрешности входного параметра до ±20 % от номинала в 220/230 В, что особенно полезно для восприимчивых к качеству сети приборов. В отличие от резервных ИБП, они имеют более короткий промежуток переключения в автономию (8-10 мс) и большую выходную мощность.
ИБП работают в домах, офисах, банках и дата-центрах для защиты ПК, корпоративных сетей и IT-систем от повреждений и утери данных при внезапном отключении света.
Принцип действия этих бесперебойников заключается в подаче питания потребителям через стабилизатор. Контроль качества сети осуществляется микропроцессором. При потере сигнала или выходе его за допустимый диапазон вольтажа ИБП автоматически переведет технику на аккумуляторную батарею, стабилизатор при этом бездействует.
Преимущества:
- корректировка напряжения в широком диапазоне колебаний без использования батареи;
- повышение качества выходной электроэнергии;
- высокий КПД.
Устройства более надежны в работе, чем предыдущий тип бесперебойников, но имеют немало минусов. Они за счет ступенчатой стабилизации напряжения не подходят для питания приборов с электрическими двигателями. Кроме того, их встроенные стабилизаторы недостаточно эффективны для устранения большинства сетевых помех.
Есть линейно-интерактивные модели с дельта-преобразованием напряжения. У них регулировка характеристик сети производится плавно. Они имеют более высокую стоимость, но зато отличаются высоким КПД и способны поддерживать работоспособность любых видов оборудования.
Онлайн
Бесперебойники с технологией двойной конвертации энергии (on-line) – наиболее эффективные приборы для резервного электроснабжения и защиты техники. Их назначение – защита сетевого и телекомоборудования, серверов, кластеров и других чувствительных приборов.
Принцип работы ИБП топологии онлайн заключается в бестрансформаторном преобразовании тока сначала в постоянный, а затем обратно в переменный. Это позволяет стабилизировать напряжение в широком диапазоне, получить сигнал с минимальной погрешностью и правильной синусоидой на выходе, а также мгновенно и безразрывно переключать режимы (от сети на аккумуляторы и обратно). Поэтому онлайн бесперебойники походят для работы практически с любой техникой.
Преимущества:
- мгновенное переключение на АКБ без провалов и скачков напряжения;
- высокое качество напряжения с чистым синусом на выходе;
- стабильность электропитания при любых помехах;
- надежная защита приборов от сетевых аварий.
Основной недостаток on-line ИБП – высокая цена.
