Устройство ибп и принцип его работы

Что такое источник бесперебойного питания

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

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

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

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

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

Световая индикация прибора

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

Одновременно загораются лампочки.

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

Устройство ИБП

Главные элементы конструкции:

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

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

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

ИБП со свинцово-кислотной батареей

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

На корпусе имеется кнопка питания.

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

Как выбрать

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

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

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.

CyberPower OLS2000EC

Модель относится к ИБП двойного преобразования. Он подойдет для нужд, где требуется получение чистого синусоидного напряжения. Настраивать устройство нужно с помощью ПК, о более подробной информации которой расскажет инструкция, которая идет в комплекте к модели. Производитель сделал особенный упор по качеству на электролитические конденсаторы, которые обзавелись высоким температурным рейтингом. Выходная мощность устройства — 2000 ВА/1600 Вт, а время на половинной загрузки составит — 10 минут. Здесь есть поддержка SNMP, слот для интерфейсов и порт RS-232. Отображение текущей информации предается на ЖК-дисплей, а блок управления поддерживает функцию «холодный старт». Здесь есть звуковая сигнализация, защита от перегрузки, высоковольтных импульсов и короткого замыкания. Устройство на максимальной мощности выдает уровень шума в 45 дБ, а его вес равняется 14,3 кг.

ИБП с двойным преобразованием напряжения (Online)

ИБП с двойным преобразованием напряжения обеспечивают максимальное качество, непрерывность и стабильность электропитания, поэтому они востребованы при использовании электрооборудования, имеющего высокую чувствительность к параметрам тока. Рис. 1 Схемы ИБП с технологией Online

Принцип работы устройств этого типа заключается в следующем:

• Переменное напряжение (220 В), которое поступает на вход ИБП, встроенным выпрямителем преобразуется в постоянное (12 В).
• Заряжая встроенную АКБ, инвертированный ток подается на обратный выпрямитель.
• Последний, в свою очередь, преобразует постоянное напряжение обратно в переменное, но уже со стабилизированной чистой синусоидой. Оно и подается на выход ИПБ.

Отличительной особенностью ИПБ Online является АКБ, постоянно включенная в сеть. Это позволяет мгновенно реагировать на любые скачки напряжения, что, в свою очередь, гарантирует подачу на выход всегда стабилизированного тока.

ИБП для компьютера — рейтинг лучших моделей 2017—2018 года

Если сложно сделать выбор в пользу определенной модели, стоит изучить рейтинг ИБП для компьютера. Он формируется с учетом функциональных возможностей устройств различного типа. Как следствие всегда можно подобрать подходящий вариант не только для частного дома, но и для промышленного предприятия.

APC by Schneider Electric Smart-UPS 1500VA LCD 230V

Современная интерактивная модель, обладающая широкими функциональными возможностями. Оптимальный вариант для мощной игровой станции. Благодаря продуманному конструктивному исполнению устройство можно совместить со всеми схемами коррекции коэффициента мощности. На уровень заряда батарей оказывает влияние температура, что позволяет значительно продлить срок службы устройства.

Наличие программного обеспечения позволяет выполнить отключение компьютерной техники, если показатели сети не будут соответствовать установленным требованиям. UPS позволяет спрогнозировать объем потребляемой энергии и срок службы батареи. Предусмотрена коммутируемая группа розеток.

APC by Schneider Electric Smart-UPS 1500VA LCD 230V – дорогостоящая качественная модель

Powercom RAPTOR RPT-2000AP

Доступный ИБП для дома. Обладает большим запасом мощности. Используя комплексное ПО можно произвести настройку модели для работы в определенных условиях. AVR имеет одну ступень повышения. Некоторые пользователи отмечают заметный шум, создаваемый работающими вентилятором.

Powercom RAPTOR RPT-2000AP – ИБП с большим запасом мощности

P-Com Pro 3S

Устройство с двойным преобразованием. Оснащается тремя розетками, а потому количество подключаемых приборов ограничено. Выходная мощность может достигать 2,7 кВт. КПД устройства достигает 86%. Благодаря качественному ЖК-дисплею, отображающему необходимые для пользователя данные, пользователь может своевременно отследить состояние устройства, включая продолжительность его работы и уровень заряда батареи.

Предусмотрена защита от внешних помех, перегрузки, короткого замыкания и высокочастотных импульсов. При необходимости аккумуляторные батареи могут быть заменены. Наличие функции холодного старта позволяет обеспечить плавное включение устройства. Учитывая габаритные размеры ИБП (190 на 328 на 424 мм) и его вес (28 кг), для размещения устройства для бесперебойного питания для частного дома придется предусмотреть дополнительное место под компьютерным столом. Модель отличается повышенной стоимостью, но способна стать хорошим выбором для тех, кто нуждается в надежной защите компьютерной техники.

P-Com Pro 3S – модель с двойным преобразованием для дома

Powercom WOW-850 U

Устройство резервного типа, отличающееся простотой конструктивного исполнения. Внешне похоже на сетевой фильтр большого размера. При наличии четырех розеток, позволяет только трем подключаться к встроенным АКБ. Для удобства пользователей оснащен цветовой и звуковой сигнализацией.

Благодаря особому конструктивному исполнению ИБП может использоваться для защиты ПК от скачков напряжения. Предусмотрена возможность замену батареи. Аккумулятор для ИБП должен иметь те же характеристики, что и батареи, установленные изначально производителем. Благодаря небольшим габаритным размерам не предъявляет повышенных требований к месту размещения. Позволяет поддерживать работоспособность компьютера на протяжении 14 минут, при условии, что батарея полностью заряжена.

Powercom WOW-850 U – компактная надежная модель

Ippon Smart Power Pro 1000

Интерактивная модель с мощностью 0,6 кВт. Синусоида с многоступенчатой аппроксимацией. Комплектуется четырьмя разъемами, каждый из которых может использоваться для подключения компьютерных комплектующих. При полном заряде батареи устройство способно сохранять свою работоспособность на протяжении 5 минут. Для срабатывания модели требуется меньше 3 мс.

Благодаря особому конструктивному исполнению данная интерактивная модель позволяет полностью защитить компьютер от нестабильных показателей сети. Для полной зарядки АКБ требуется всего 4 часа. Несмотря на отсутствие ЖК-дисплея модель удобна в эксплуатации за счет наличии звуковой и световой сигнализации. При малом уровне заряда пользователь оповещается соответствующим сигналом. Наличие программного обеспечения предъявляет определенные требования к ПО компьютера. При покупке следует убедиться, что устройство будет совместимо с системой.

Ippon Smart Power Pro 1000 – при подключении батареи уровень создаваемого шума возрастает

On-line ИБП

Этот тип ИБП обеспечивает нагрузку самым качественным электропитанием благодаря системе двойного преобразования. Входящий сигнал преобразуется в постоянный ток, фильтруется от искажений и помех, и вновь генерируется переменный сигнал максимального качества.

Что в результате:

0 сек. переключение на АКБ при пропадании центрального электроснабжения, т.е

не вы, не ваше оборудование не почувствует момента отключения
Широкий диапазон стабилизации напряжения и что самое важное – стабилизация происходит не ступенчато, а в режиме on-line. Иными словами – чтобы не было на входе, на выходе всегда четко 220В (или 230В).
Любые помехи, импульсы и прочая “нечисть” осядут в недрах ИБП и никогда не попадут к вашим потребителям
Он-лайники исправляют форму сигнала, давая на выходе практически идеальную форму синусоиды.

Схема On-line ИБП

Производителей ИБП On-line типа множество в различных ценовых диапазонах. В премиум-сегменте это Eaton, APC, Liebert и прочие. Средний ценовой диапазон: East, Delta ES, Inelt, Makelsan, Helior и прочие.

Для бесперебойного питания домов существуют решения и на базе ИБП On-line типа и на базе Инверторов. В чем же разница между этими решениями кроме очевидных? Об этом в нашей статье: ИБП VS Инвертор – что лучше для бесперебойного питания дома.

Виды источников бесперебойного питания в зависимости от принципа работы

Есть три типа ИБП в зависимости от принципа их действия: резервные, линейно-интерактивные и с двойным преобразованием. Отличаются они качеством выходного напряжения и ценой. Самые простые и дешёвые — резервные, а более дорогие — двойного преобразования.

Наиболее простая схема — резервная. Она работает по принципу: как только в сети пропадает электричество, питание всех подключенных машин переходит в автономный режим. Когда подача электроэнергии восстанавливается, устройства получают её от сети, и аккумуляторы начинают заряжаться.

Для преобразования переменного входного тока в постоянный (для зарядки батареи) применяется выпрямитель. Обратное преобразование выполняется инвертором. Для переключения режимов работы обычно используется электромеханическое реле.

Линейно-интерактивные устройства отличаются наличием ступенчатого стабилизатора (AVR), который обеспечивает постоянное выходное напряжение даже при больших отклонениях сетевого. Это предотвращает частый переход источника бесперебойного питания в автономный режим при скачках напряжения во внешней сети. Тем самым срок службы устройства увеличивается.

В системах с двойным преобразованием сначала переменное напряжение электрической сети превращается в постоянное. После этого на инверторе происходит обратное преобразование из постоянного в переменное. Такой принцип работы позволяет отделить входное питание от выходного и обезопасить устройства пользователя от любых нежелательных сюрпризов во внешней сети. ИБП с таким принципом работы ещё называют “ИБП с двойным преобразованием”.

Виды

ИБП бывают:

1. ИБП (UPS) c переключателем (резервные) – простые и недорогостоящие, наиболее популярны для домашних задач.
2. Взаимодействующие с сетью (линейно-интерактивные) – применимы для локальных и небольших домашних сетей, позволяют постепенно стабилизировать переменное напряжение.
3. Промышленные UPS (с двойным преобразователем) – имеют максимальный уровень защиты от перепада и пропадания сети.

По принципу действия, компьютерные источники бесперебойного питания можно подразделить на 3 основных группы:

Резервные

Источник бесперебойного питания заряжается в момент работы от сети переменного тока 220 В. В случае пропадания в сети электроэнергии, переключается на работу от аккумулятора. Среднее время работы таких моделей порядка 10-15 минут.

Модели, основанные на таком принципе действия идеальны для домашних условий. Они имеют простую схему работы и низкую стоимость. При возобновлении в сети электрической энергии – снова переключается на заряд аккумулятора.

В момент пропадания сети, происходит небольшой перепад напряжения, который благодаря ИБП никак не отражается на работе всех, подключенных к нему устройств.

При постоянных скачках напряжения, желательно приобрести «бесперебойник» со встроенным стабилизатором напряжения.

Линейно-интерактивные

Модель такого типа имеет функцию стабилизации напряжения. В случае отсутствия напряжения в сети, используя встроенные трансформаторы, система выравнивает питаемый сигнал, таким образом, аккумулятор напрасно не задействуется. В случае наличия проблем в сети, «бесперебойник» выравнивает сигнал электрической сети.

При отсутствии такой возможности, блок плавно переходит на работу от аккумулятора, ликвидируя скачки.

Данная модель применима в условиях частых и резких перепадов электроэнергии.

Ippon Innova RT 1000

Модель предназначена для домашнего и производственного использования. Ее имеет смысл приобретать для серверной, где идет работа на платформах Noveli, Windows NT, Unis и других. Само устройство оснащено качественным и прочным корпусом, который отличается надежностью и продуманной системой безопасности. На лицевой панели расположен ЖК-дисплей и блок управления из механических кнопок. На экране отображаются данные о мощности нагрузки тока на выходе, степень заряда аккумулятора и режим текущей работы. Кнопки помогут настроить устройство под необходимый режим работы. Модель поддерживает технологию двойного преобразования электрического тока, может делать ток постоянным, а также выдает переменный ток стабильными синусоидами. Если вдруг отключится электричество, то ИБП сможет в течение 15-20 минут использовать заряд с собственного аккумулятора.

Децентрализованный или централизованный ИБП

Лучше ли один большой ИБП? Или лучше иметь несколько
небольших ИБП? Ответ зависит от множества факторов. В децентрализованной (или
распределенной) конфигурации ИБП, множественные ИБП поддерживают каждый по  небольшому количеству устройств или всего одно устройство. Децентрализованные
ИБП обычно используют разъемное подключение и обычно имеют номинальную мощность
до 6кВА. В централизованной конфигурации один большой ИБП поддерживает
несколько устойств-потребителей. Централизованный ИБП обычно жестко
подключается к распределитель- ному щиту. В следующих таблицах представлены
факторы, которые следует принять к рассмотрению при выборе между
децентрализованной и централизованной архитектурой ИБП.

Децентрализованные ИБП

Преимущества	Недостатки
Не требуется специального подключения. Можно использовать существующие настенные розетки.	Если здание поддерживается генератором, небольшие ИБП резервного и  линейно-интерактивного типов могут иметь проблемы с функционированием от  генераторного питания.
Оставляют место для будущего роста емкости и не привязывают будущее расширение к конкретному ИБП.	Требуются временной и человеческий ресурсы для контроля нескольких ИБП, замены батарей и обслуживания.
Существующие небольшие ИБП не требуется выбрасывать. (Кстати, многие производители предлагают схему зачета старых ИБП при покупке новых).	Децентрализованная конструкция не предоставляет возможности просто отключить единственный ИБП, когда требуется аварийное отключение питания. Также они могут не иметь возможности резервирования и других полезных функций, которые предоставляют большие ИБП.
Поддержание качества питания происходит непосредственно рядом с  потребителями, что устраняет опасность потери качества при передаче электроэнергии по распределительной сети в случае централизованной структуры.	Добавление резерва, дополнительного времени поддержания питания или сервисного байпаса на множественные ИБП может быть достаточно дорогим или невозможным.
Обеспечивает гибкость в отношении защиты и функциональности. Например, расширенное время работы может быть добавлено к определенным ИБП, а менее критичные приложения не потребуют расходов на дополнительные батареи.	Множественные звуковые аварийные сигналы и оповещения могут раздражать персонал.

Централизованные ИБП

Преимущества	Недостатки
Обычно сроки службы ИБП более длительны.	Одиночный ИБП может представлять собой общую точку отказа. Однако, можно компенсировать этот недостаток резервированием (N+1 или N+X).
Одиночный большой ИБП легче контролировать, обслуживать и эксплуатировать, чем множество маленьких.	Один большой ИБП сложнее приблизить физически к потребителям питания. Скорее всего, не все оборудование будет питаться от единственного распределительного щита.
Большой ИБП будет трехфазным, обычно это означает большую эффективность и  меньшие затраты.	Централизованные решения требуют больше места для ИБП, которое может быть недоступно.
Централизованный ИБП обычно располагается вне доступных и используемых мест. Следовательно, меньше риск его случайного повреждения и намеренного вмешательства в работу.	Обычно требуется профессиональный сервисный персонал для установки, обслуживания и ремонта, что вносит дополнительные расходы.
Централизованный ИБП может быть размещен в месте с более качественным охлаждением. Помните о том, что тепло является врагом батарей ИБП.	Затраты на установку и подключение могут быть более высоки.
Когда требуется замена батарей, вам надо думать всего об одном ИБП. Распределенная конфигурация может потребовать заказа батарей разных типов. Подумайте о временных затратах на замену батарей, например, у пяти или у 20 ИБП.

Комбинация конфигураций

Не следует забывать о том, что централизованная и  децентрализованная стратегии не обязательно употребляются строго отдельно. Эти
две стратегии могут быть использованы в комбинации для обеспечения
резервирования для критических приложений. Например, весь объект защищается
одним большим централизованным ИБП, но специальный отдел, например,
круглосуточный центр обработки звонков, может иметь отдельные ИБП для резерва
защиты и возможного расширения времени работы.

Устройство

Аккумулятор (12 / 24 В) в случае последовательного подключения батарей, образует переменное напряж. 220 В при помощи инвертора. В случае пропадания сети, на блоке ИБП включается звуковая сигнализация. Время в течении которого нужно завершить все открытые документы, программы, приложения, колеблется в интервале 10-15 минут.

Схема пассивного (резервного) ИБП содержит:

1. Фильтр, который защищает всю схему устройства от выбросов напряжения, часто встречающееся в электрической цепи.
2. Выпрямитель, через который проходит переменное напряжение – позволяет заряжать батарею.
3. Инвертор, преобразует постоянное напряжение в переменное.
4. Ключ, предназначенный для обеспечения поступления переменного напряжения на нагрузку.

Схема линейно-интерактивного «бесперебойника» схожа с пассивным, единое отличие – это наличие автотрансформатора, содержащий изолированные обмотки с отводами.

Инвертор генерирует сигнал на выходе в виде синусоиды, либо прямоугольных импульсов.