Типы источников беспребойного питания и нюансы их применения

Большую часть ИБП можно разделить на следующие типы:
 - off-line
 - line-interactive (линейно-интерактивные)
 - on-line (двойного преобразования)

Первые (off-line) работают по следующему принципу: на вход ИБП подаётся напряжение из сети. В случае, если напряжение входит в рабочий диапазон работы, устройство подает его на выход на нагрузку транзитом и параллельно заряжает аккумулятор. Если напряжение выходит из рабочего диапазона, источник бесперебойного питания переходит на работу от батареи. 
Форма выходного напряжения бывает, как чистая синусоида так и модифицированная синусоида.

Линейно - интеактивные ИБП очень похожи на предыдущие, но имеют встроенный стабилизатор напряжения. Встроенные стабилизаторы, как правило, низкого класса точности (10%). Суть их работы такая: напряжение со входа подается на встроенный стабилизатор напряжения. Если напряжение на выходе стабилизатора удовлетворяет требованиям, оно подается на нагрузку. Если выходит за предельный диапазон, ИБП переходит на работу от аккумуляторной батареи. 
Форма выходного напряжения бывает, как чистая, так и модифицированная синусоида.

ИБП двойного преобразования кардинально отличаются от первых двух. В данных источниках бесперебойного питания нагрузка фактически постоянного работает от батареи, и ИБП постоянно ее заряжает. Когда пропадает сеть, фактически пропадает зарядка батареи, а подключенное оборудование дальше продолжает работать от батареи. Время переключения на автономный режим здесь равно 0.
То есть входящее напряжение сначала преобразовывается в постоянное и подается на батарею. Далее постояное напряжение преобразовывается в переменку и подается на нагрузку. 

ИБП такого типа имеют очень широкий диапазон входных напряжений (120-280В), при которых функционирует зарядный модуль (без перехода на автономный режим). Кроме того, такие устройства на выходе имеют чистую синусоиду, на которую ни коим образом не влияют помехи из сети и всяческие другие колебания, исправляют выход "плохих генераторов", а также с высокой точностью поддерживают выходное напряжение (2-3%). Такие ИБП являются самыми лучшими.

Форма выходного напряжения, как правило, влияет только на работу электродвигателей или оборудования, которое их содержит. Если к подобному оборудованию будет подключен ИБП с модифицированной синусоидой, это сильно может повлиять на работу мотора или вызвать выход его из строя, а также повреждение источника бесперебойного питания. 


Для обеспечения качественного электроснабжения, защиты электронной аппаратуры от выхода из строя, и для обеспечения бесперебойного питания были специально разработаны и созданы устройства «источники бесперебойного питания» - ИБП (зарубежное название – UPS). Источники бесперебойного питания полезны ещё в одном отношении: они позволяют сохранить информацию, которая в момент неожиданного выключения электричества может быть безвозвратно потеряна. Если время поджимает, а вы работаете над серьёзным проектом – источник бесперебойного питания становится просто таки насущной необходимостью!
Источники бесперебойного питания в офисе позволяют сохранить работу нескольких десятков работников – представьте, какого ущерба можно избежать, приобретя эту недорогую технику.

Источники бесперебойного питания станут вашими незаменимыми помощниками не только в офисе или квартире, но и в частном доме. При частом отключении электричества UPS обеспечит комфортность вашей жизни и непрерывность отопления. Чаще всего используют источник бесперебойного питания для котлов. Электрическая часть газовых и дизельных котлов потребляют небольшое количество электроэнергии. Чтобы обеспечить для них бесперебойное питание рациональней использовать источник бесперебойного питания для котлов. ИБП имеет ряд преимуществ: высокий коэффициент надежности, большой период эксплуатации, бесшумность и простота подключения. Источник бесперебойного питания для котлов может работать в автономном режиме достаточно долгое время.

За своими техническими данными ИБП работает и как аккумулятор. Во время своей работы UPS накапливает электроэнергию. В случае отсутствия подачи тока из внешних электросетей эти источники питания способно автономно обеспечить в течение определенного времени (до полной разрядки) бесперебойное питание для работы техники.

Современные источники питания ИБП также способны выполнять и дополнительные функции, например стабилизатора электроэнергии. Современные цифровые устройства защищают оборудование от перегрузок и перегорания, выравнивая и стабилизируя силу тока в сети.

On-line ИБП (класс VFI)

ИБП класса VFI защищают от всех типов сетевых отказов. VFI представляет собой сокращение от Voltage Frequence Independent, т. е. указывает на независимость ИБП от частоты и напряжения. Это означает, что напряжение на выходе ИБП не зависит от напряжения в сети, а потому не зависит и от амплитуды напряжения, и перепадов частот. Любые отклонения напряжения, в том числе и перепады нагрузки, могут быть полностью компенсированы. Такие ИБП строят непрерывный промежуточный контур постоянного тока и защищают от воздействия ударов молний, бросков напряжений и колебаний частот, искажений напряжения и гармонических колебаний в питающем напряжении.
Работа этих ИБП коренным образом отличается от устройств описанных выше. Выпрямитель этого ИБП - мощное устройство. Он не только подзаряжает батарею ИБП, но и снабжает постоянно работающий инвертор ИБП постоянным напряжением. Байпас - это специальная линия, которая позволяет в случае необходимости питать нагрузку напрямую от электрической сети. Если в сети есть "нормальное" напряжение, то вся мощность, потребляемая нагрузкой, проходит через выпрямитель ИБП. Выпрямитель преобразует переменное напряжение электрической сети в постоянное напряжение. Постоянное напряжение используется для заряда батареи и для питания инвертора. Инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное напряжение , которым и питается нагрузка. Если напряжение сети становится меньше нижней границы диапазона входных напряжений, инвертор начинает питаться от батареи. Если напряжение на входе ИБП восстанавливается до нормального, выпрямитель опять начинает заряжать батарею и питать инвертор. При выходе из строя инвертора или его перегрузке, срабатывает переключатель (при этом размыкается линия "инвертор-нагрузка" и замыкается линия "байпас-нагрузка") и нагрузка продолжает питаться от сети.

До 2003 года названия различных типов ИБП были не унифицированы. Пользователю сложно было правильно оценить такие понятия, как непрерывный преобразователь, ИБП активного типа или ИБП с двойным преобразованием. Или еще один пример: чем характеризуются резервный ИБП, ИБП с одним преобразованием или линейно-интерактивный ИБП? У каждого производителя имелось, да и сейчас имеется, собственное обозначение для одних и тех же технологий.

Этой проблемой занялись различные организации по стандартизации, с целью установить единую классификацию на основе эксплуатационных свойств. На международном уровне такая классификация задается в стандарте IEC 62040-3, а на европейском — в стандарте EN 50091-3.

В середине 2003 года IEC утвердил стандарт IEC 62040-3 на источники бесперебойного питания. ИБП классифицируются по зависимости выходного напряжения от сетевого питания, форме кривой выходного напряжения, а также динамических кривых допустимых значений выходного напряжения. Получившаяся трехступенчатая классификация должна ликвидировать господствующий в отрасли хаос с обозначениями и обеспечить лучшую сравнимость различных продуктов. Ведь некоторые типы ИБП лишь ненадолго включаются при перепаде или пропадании напряжения и защищают подключенные устройства, мягко говоря, условно, так как сначала они транслируют на выход входное напряжение и потом процесс их включения в работу не мгновенный, а занимает какое-то время. В тоже время, ИБП старшего класса выравнивают входящее напряжение на постоянной основе. И обеспечивают наивысшую защиту по электропитанию.

Первую группу , пожалуй самую многочисленную и одновременно самую дешевую, составляют ИБП с переключением (встречающиеся другие названия - off-line UPS, standby UPS или резервные UPS ). В соответствие со стандартом IEC 62040-3 они имеют название ИБП класса VFD.

У ИБП класса VFD выходное напряжение зависит от изменений напряжения и частоты питающей сети. Сокращение VFD означает Voltage Frequence Dependent, т. е. зависимость от частоты и напряжения. Такие ИБП не обладают разделительными трансформаторами, фильтрами электромагнитных помех или варисторами для улучшения характеристик напряжения. При потере питания от сети они переключают нагрузку на питание от батареи в течение 4—8 мс и защищают только от отказов сети, резкого падения напряжения и его пиков. К этому типу относятся устройства, до сих пор именовавшиеся резервными ИБП. О таких ИБП говорят, что они предоставляют так называемые «режим готовности» и/или обеспечивают «пассивную совместную работу».

Рассмотрим принцип работы этих ИБП.
В режиме работы от сети (нормальная работа) напряжение от входа ИБП поступает к нагрузке через фильтры шумов. Батарея получает зарядный ток, если она разряжена, или поддерживается в заряженном состоянии под так называемым плавающим потенциалом. Когда блок анализа напряжения сочтет сетевое напряжение "неправильным" (а этот критерий, вообще говоря, разный для разных моделей ИБП), ИБП переключается в режим работы от батареи. Нагрузку начинает питать инвертор, разряжая батарею. Батарея поддерживает работу нагрузки в течение некоторого времени, которое зависит от потребляемой нагрузкой мощности, номинальной емкости батареи, ее возраста и степени заряда, обычно это 5 – 10 мин. После разряда батареи, схема управления ИБП, которая следит за разрядом батареи, подает команду на отключение нагрузки. Если через некоторое время напряжение в сети становится нормальным, ИБП возвращается в режим работы от сети и начинает подзаряд батареи.

Для большинства ИБП с переключением характерно:

•  Отсутствие хорошей фильтрации и стабилизации выходного напряжения (практически все помехи в городской электросети поступают прямиком в нагрузку, что иногда приводит к выходу её из строя);

•  Постоянный переход ИБП в режим работы от встроенных аккумуляторов даже при незначительных падениях и бросках входного напряжения, и, как следствие, для большинства моделей этого класса - низкий срок службы аккумуляторных батарей - до 3 лет (учитывая, что стоимость аккумуляторных батарей может составлять до 40% от общей стоимости ИБП);

•  Большое время перехода на аккумуляторы и обратно, не смотря на рекламные заверения фирм о времени перехода в 3 - 5 мс (что может вызывать сбои операционной системы ПК);

•  При работе ИБП от батарей выходное напряжение чаще всего имеет прямоугольную и трапециевидную форму (т.е. таким напряжением нельзя питать нагрузку, имеющую трансформаторный блок питания).

Выбирая ИБП этого класса, в первую очередь следует обратить внимание:

  • На диапазон колебаний входного напряжения, при котором ИБП не переходит на питание от батарей (чем он больше, тем дольше у вас прослужит аккумуляторная батарея);
  • Какое время перехода на аккумуляторные батареи (чем оно меньше, тем лучше);
  • На наличие "холодного старта" (возможность запустить ИБП при отсутствии питания в городской электросети);
  • На наличие систем, продлевающих срок службы аккумуляторных батарей;
  • На наличие в комплекте ИБП программного обеспечения (ПО) (это позволит корректно сохранить ваши данные при разряде аккумуляторной батареи).

 

Вторую группу , тоже довольно многочисленную составляют линейно-интерактивные ИБП (ИБП взаимодействующий с сетью , Line Interactive UPS).

В соответствие со стандартом IEC 62040-3 они имеют название ИБП класса VI.

У ИБП класса VI выходное напряжение не зависит от изменений напряжения питающей сети (хотя на самом деле если быть дотошными то зависит, т.к. у большинства ИБП этого класса регулирование ступенчатое одна ступень вверх и одна вниз и получается 200В на входе – 220В на выходе, 205В на входе – 205В на выходе …..200В на входе – 220В на выходе т.е произошла ступенчатая регуляция и так же вверх). Сокращение VI означает Voltage Independent – напряжение независимо. Частота же напряжения на выходе зависит от частоты сети. Амплитуда напряжения регулируется в пределах 20%. Кроме того, устройства снабжены сетевым фильтром высокочастотных помех. Как и ИБП класса VFD, устройства класса VI защищают от отказов сети, резкого падения и пиков напряжения и дополнительно позволяют, в небольших пределах, сглаживать повышение или понижение напряжения. Классическими обозначениями этой технологии являются «линейно-интерактивные ИБП», «ИБП с одним преобразованием», «ИБП с дельта-преобразованием» и/или «ИБП с активной совместной работой».

Принцип работы основной массы ИБП этого класса следующий.
В режиме работы от электрической сети входное напряжение фильтруется от шумов и импульсов и поступает к нагрузке. Батарея получает зарядный ток, если она разряжена, или поддерживается в заряженном состоянии также как у ИБП рассмотренных выше. Блок анализа напряжения контролирует форму и амплитуду напряжения сети. В случае, если напряжение сети становится слишком низким или слишком высоким, блок анализа сети пытается скорректировать величину напряжения, переключая отводы автотрансформатора. Напряжение на выходе ИБП повышается или понижается, приближаясь к номинальному значению. Если напряжение становится настолько низким, что переключение отводов уже не помогает, то ИБП переключается на работу от батареи. Если на вход ИБП поступает напряжение искаженной формы, блок анализа сети также переключает ИБП на режим работы от батареи. При переключении в режим работы от батареи, инвертор ИБП, немедленно начинает вырабатывать переменное напряжение, синфазное напряжению сети. Сеть отключается от нагрузки переключателем, но остается под контролем блока анализа сети. Инвертор поддерживает напряжение на нагрузке в течение некоторого времени, зависящего от заряда батареи. Если сетевое напряжение за это время не становится нормальным, после разряда батареи ИБП отключает нагрузку.

Для большинства линейно-интерактивных (класса VI ) ИБП характерно:

•  относительная стабилизация и фильтрация выходного напряжения при работе в нормальном режиме;

•  псевдосинусоидальная форма выходного напряжения при работе от внутренних батарей, и только у лучших моделей этого класса синусоидальная (естественно что, лучше выбирать ИБП с синусоидальным выходным напряжением);

•  более широкий диапазон колебаний входного напряжения (в сравнении с Off-Line ИБП), при котором ИБП не переходит на аккумуляторные батареи (величина этого диапазон определяется количеством отводов на бустере, поэтому чем их больше, тем лучше);

•  наличие "холодного старта";

•  возможность тестирования работы ИБП и технологии, продлевающие срок эксплуатации батарей;

•  наличие программного обеспечения для корректного завершения работы операционной системы защищаемого компьютера (реальная возможность сохранить данные, когда вы отсутствуете на рабочем месте).  .

 

Третью группу , пожалуй самую малочисленную и одновременно самую надёжную и как следствие самую дорогую составляют ИБП с двойным преобразованием напряжения ( On - line UPS ).

В соответствие со стандартом IEC 62040-3 они имеют название ИБП класса VFI.

ИБП класса VFI защищают от всех типов сетевых отказов. VFI представляет собой сокращение от Voltage Frequence Independent, т. е. указывает на независимость ИБП от частоты и напряжения. Это означает, что напряжение на выходе ИБП не зависит от напряжения в сети, а потому не зависит и от амплитуды напряжения, и перепадов частот. Любые отклонения напряжения, в том числе и перепады нагрузки, могут быть полностью компенсированы. Такие ИБП строят непрерывный промежуточный контур постоянного тока и защищают от воздействия ударов молний, бросков напряжений и колебаний частот, искажений напряжения и гармонических колебаний в питающем напряжении.

Принцип работы ИБП этого класса следующий.
Работа этих ИБП коренным образом отличается от устройств описанных выше. Выпрямитель этого ИБП - мощное устройство. Он не только подзаряжает батарею ИБП, но и снабжает постоянно работающий инвертор ИБП постоянным напряжением. Байпас - это специальная линия, которая позволяет в случае необходимости питать нагрузку напрямую от электрической сети. Если в сети есть "нормальное" напряжение, то вся мощность, потребляемая нагрузкой, проходит через выпрямитель ИБП. Выпрямитель преобразует переменное напряжение электрической сети в постоянное напряжение. Постоянное напряжение используется для заряда батареи и для питания инвертора. Инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное напряжение , которым и питается нагрузка. Если напряжение сети становится меньше нижней границы диапазона входных напряжений, инвертор начинает питаться от батареи. Если напряжение на входе ИБП восстанавливается до нормального, выпрямитель опять начинает заряжать батарею и питать инвертор. При выходе из строя инвертора или его перегрузке, срабатывает переключатель (при этом размыкается линия "инвертор-нагрузка" и замыкается линия "байпас-нагрузка") и нагрузка продолжает питаться от сети.


Для ИБП с двойным преобразованием напряжения характерно:

•  прецизионная синусоидальная форма, соответствующая всем стандартам, выходного напряжения при питании ИБП от внешней сети (что позволяет использовать ИБП для питания любых нагрузок);

•  высокая стабильность выходного напряжения (что продлевает срок эксплуатации электрооборудования);

•  повышенный срок службы аккумуляторных батарей.

Пожалуй единственный главный недостаток ИБП этого класса - его цена. Она относительно высока, так как практически невозможно дешево обеспечить наивысшую надежность и стабильность выходного напряжения, которое формируют ИБП этого класса.

Источниками класса On-Line (или VFI )можно питать любую нагрузку.


Некачественное электропитание крайне отрицательно воздействует на технику: сильные всплески напряжения способны вывести из строя блоки питания и микросхемы, а систематические проблемы с электроэнергией вызывают преждевременное старение аппаратуры. А согласно исследованиям американской консалтинговой компании Contingency Planning причиной потери данных в 45% случаях является некачественное электропитание. Избежать таких неприятностей поможет источник бесперебойного питания (ИБП).

Вышесказанное в полной мере относится к котельному и медицинскому оборудованию которое требует качественного и надежного электропитания.

Итак, установка источника бесперебойного питания необходима для предотвращения повреждений оборудования и сбоев в работе систем. Первоочередной задачей ИБП прежде всего считается обеспечение нормального, корректного завершения работы при неожиданном отключении электроэнергии. Однако, в идеале ИБП должен защитить технику от всех типов перебоев в электрических сетях, основные из которых приведены ниже.

Виды электропомех

Давайте разберемся, какие неполадки в электросети происходят наиболее часто и чем они обычно бывают вызваны:

Наименование
неполадки
ОпределениеВозможная причинаПоследствия
Всплески
напряжения
Кратковременные повышения напряжения в сети на величину более 10% на время более 20 мс.Отключение энергоемкого оборудования, короткие замыкания в сети электроснабженияПотеря информации,
выход аппаратуры из строя.
Высоковольтные выбросыКратковременные импульсы напряжением до 6000 В и длительностью до 10 мс.Удар молнии, искрение переключателей, статический разряд.Потеря информации, выход из строя элементов аппаратуры.
Проседание
напряжения
Кратковременное снижение напряжения до величины менее 80-85% от номинальногоВключение энергоемкого оборудования, запуск мощных электродвигателей.Потеря информации,
выход аппаратуры из строя.
Высокочастотный шумРадиочастотные помехи. Помехи электромагнитного или другого происхожденияЭлектромоторы, реле, силовая коммутационная техника, передатчики, магнитные бури.Выход из строя дисковых накопителей, зависание компьютеров.
Выбег частотыУход частоты на величину более 3 Гц от номинального (50 Гц).Включение энергоемкого оборудования, запуск мощных электродвигателей, перегрузка по линии электропитания.Выход из строя дисковых накопителей, зависание компьютеров, потеря данных.
Подсадка
напряжения
Падение напряжения в сети на длительное времяНестабильность генератора.Потеря данных, выход из строя аппаратуры.
Пропадание
напряжения
Отсутствие напряжения в электросети в течение более 40 мс.Неполадки в линии, срабатывание систем защиты.Потеря данных, выход из строя аппаратуры.

Для сведения: согласно результатам исследования, проведенного компаниями Bell Labs и IBM, каждый персональный компьютер ежемесячно подвергается воздействию около 120 нештатных ситуаций, связанных с проблемами электропитания.

Функции UPS

Теперь разберемся, какие же основные функции способен выполнять ИБП:

bulletПоглощение сpавнительно малых и кpатковpеменных выбpосов напpяжения;
bulletФильтpация питающего напpяжения, снижение уpовня шумов;
bulletОбеспечение pезеpвного электpопитания нагpузки в течение некотоpого вpемени после пpопадания напpяжения в сети;
bulletЗащита от пеpегpузки и коpоткого замыкания.

Дополнительно к этому многие модели UPS под упpавлением специализиpованного пpогpаммного обеспечения могут выполнять следующие функции:

bulletАвтоматический shutdown обслуживаемого обоpудования пpи пpодолжительном отсутствии напpяжения в сети, а также пеpезапуск обоpудования пpи восстановлении сетевого питания;
bulletМонитоpинг и запись в log-файл состояния источника питания (темпеpатуpа, уpовень заpяда батаpей и дpугие паpаметpы);
bulletОтобpажение уpовня напpяжения и частоты пеpеменного тока в питающей электpосети, выходного питающего напpяжения и мощности, потpебляемой нагpузкой;
bulletОтслеживание аваpийных ситуаций и выдачу пpедупpеждающих сигналов (звуковые сигналы, запуск внешних пpогpамм и т.п.);
bulletВключение и выключение нагpузки по внутpеннему таймеpу в заданное вpемя.

Типы ИБП

По своему принципу действия ИБП делятся на три основных семейства.

 

Резервные ИБП (off-line) – эти ИБП служат для резервирования источника основного электроснабжения (электросети) на случай аварии (отключения или понижения/повышения напряжения выше установленной величины). Если это происходит, срабатывает переключатель, и нагрузка переходит на резервное питание от инвертора, питающегося от батарей. В штатном режиме питание нагрузки осуществляется напрямую от электросети, как правило, через помехоподавляющий фильтр. Другие названия резервных ИБП: stand-by, backup, in-line.
Достоинства резервных ИБП: простота и, следовательно, дешевизна; высокий КПД и, следовательно, низкие эксплуатационные расходы. Недостатки резервных ИБП: отсутствие стабилизации напряжения и частоты в штатном режиме; большое время переключения на питание от батарей (несколько мсек) и, следовательно, кратковременного пропадания или выброса напряжения на нагрузке; потеря фазы при переключении.
В целом ИБП этого класса можно характеризовать как компромисс между приемлемым уровнем защиты от неполадок в электросети и ценой. Мощность выпускаемых устройств колеблется от 220 до 2000 В.А.

 

 

Линейно-интерактивные ИБП (line-interactive) – в штатном режиме снабжают нагрузку напряжением от основной электросети, в некоторой степени регулируя напряжение (автотрансформатор), а при аварии в основной электросети нагрузка синхронно переключается на инвертор.
По принципу работы линейно-интерактивные ИБП схожи с резервными ИБП, – они также служат для резервирования основного источника электроснабжения, «туша» небольшие всплески напряжения и сглаживая помехи. Вместе с тем они обладают рядом существенных различий. Так, инвертор ИБП включен параллельно электросети и работает в двустороннем режиме: осуществляет мониторинг линии электропитания и в определенных пределах обеспечивает регулирование и стабилизацию выходного напряжения ИБП, а также производит заряд батарей. Кроме этого многие производители устанавливают в ИБП этого класса дополнительные узлы (феррорезонансные трансформаторы или автотрансформаторы), позволяющие расширить диапазон входного напряжения, при котором напряжение на выходе поддерживается на приемлемом уровне без перехода на питание от батарей.
Достоинства линейно-интерактивных ИБП: достаточно высокий КПД и более надежная по сравнению с резервными ИБП защита электропитания подключенной нагрузки.
Недостатки линейно-интерактивных ИБП: нестабильность выходного напряжения в штатном режиме, зависящая от диапазона входного напряжения; отсутствие стабилизации частоты в штатном режиме; отсутствие изоляции нагрузки от электросети; неэффективность при работе на нагрузку с высокой степенью нелинейности; проникновение импульсов и шумов из основной сети на нагрузку; низкая информационная безопасность (возможность несанкционированного доступа к оборудованию по питающим линиям).

Отдельно стоит сказать о технологии, известной как «дельта-преобразование напряжения». Благодаря усовершенствованной обратной связи напряжение на нагрузке регулируется плавно, а не ступенчато, как в обычных линейно-интерактивных ИБП, становится возможной стабилизация частоты выходного напряжения. Эта технология позволяет обеспечить высокий КПД и более надежную защиту подключенного оборудования от неполадок в электросети.

В целом линейно-интерактивные ИБП обеспечивают приемлемый уровень защиты электропитания и служат дешевой альтернативой более сложным системам, предназначенным для работы с чувствительной к неполадкам в электросети нагрузкой. Как правило, мощность выпускаемых устройств составляет от 250 до 10000 В.А.

Постоянно включенные ИБП или ИБП с двойным преобразованием (on-line, double-conversion) – обеспечивают нагрузку электропитанием без потери фазы. Принцип работы ИБП данного класса заключается в следующем: входное переменное напряжение преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем инвертором – обратно в переменное. Даже при больших отклонениях входного напряжения ИБП продолжает питать нагрузку чистым синусоидальным стабилизированным напряжением (как правило, отклонения амплитуды выходного напряжения не превышают 5% устанавливаемого пользователем номинального значения даже при работе на нелинейную нагрузку).
Основная отличительная черта ИБП этого класса: инвертор включен последовательно с источником основного электроснабжения и находится всегда во включенном состоянии. При пропадании входного напряжения он переходит на питание от батарей. Благодаря используемой схеме такое понятие как время переключения на резервное питание от батарей для ИБП данного класса просто отсутствует.
Достоинства ИБП с двойным преобразованием: постоянная стабилизация напряжения и частоты; непрерывность фазы выходного напряжения в любых режимах; отсутствие влияние нагрузки на основную сеть; полная фильтрация импульсов и шумов основной сети; высокая информационная безопасность. Недостатки ИБП с двойным преобразованием: сложность конструкции и, следовательно, высокая цена; относительно невысокий КПД и, следовательно, высокие эксплуатационные расходы (расход электроэнергии, утилизация выделяемого тепла).
ИБП данного класса обеспечивают самую надежную защиту подключенного оборудования от неполадок в электросети, что компенсирует затраты на его приобретение и установку. Диапазон мощностей выпускаемых устройств очень широк – от 600 В.А до нескольких сотен киловольт-ампер.

По конструктивному исполнению ИБП можно разделить на настольные (как правило розеточные), напольные, и стоечные (19"). Один или несколько ИБП с комплексом дополнительного коммутирующего оборудования и кабелей образуют систему бесперебойного питания (СБП).

Характеристики ИБП

Перечислим кратко главные характеристики ИБП.

  1. Диапазон входного напряжения, при котором ИБП работают от сети и не переключаются на работу от встроенных батарей. Как известно, больший диапазон входного напряжения уменьшает количество переходов на батарею и увеличивает срок ее эксплуатации. Кроме того, ИБП с более широким диапазоном входного напряжения продолжают работать от сети и питать нагрузку, в то время как ИБП с меньшим диапазоном уже перешли на батарею и, разрядив ее, обесточили нагрузку. Это особенно актуально для наших электросетей, где нередки длительные «просадки» напряжения.
  2. Изменение выходного напряжения при изменении входного. «Обязанность» ИБП – обеспечить выходное напряжение, при котором может нормально функционировать защищаемое им оборудование. Пониженный вольтаж на выходе ИБП способен вызвать сбои в работе оборудования и потерю данных, значительное повышение напряжения приводит к тем же результатам плюс выход оборудования из строя. Повышения напряжения происходят реже, но их последствия носят более печальный характер. Off-line ИБП напряжение никак не корректируют, модели line-interactive производят «сдвиг» напряжения на фиксированную величину (которая может принимать несколько значений).
  3. Параметры выходного напряжения при работе от батарей – напряжение, частота, форма сигнала. Эти параметры определяют качество генерации, обеспечиваемое ИБП, от чего зависит область применения конкретного устройства.
  4. Процесс переключения ИБП на батарею и обратно. Для нормальной работы подсоединенного к ИБП оборудования все переключения и переходные процессы должны быть «незаметны». Это означает, что они должны выполняться за минимальное время и проходить корректно – в частности, сопровождаться правильной синхронизацией частоты ИБП с внешней частотой питающей сети.
  5. Поведение ИБП при возникновении перегрузки на выходе. При перегрузке в режиме работы от батарей ИБП выключается (для предотвращения выхода из строя). Если в процессе работы от сети возникла перегрузка (например, к ИБП было подключено дополнительное оборудование), пользователь должен знать об этом, чтобы вовремя уменьшить нагрузку. В противном случае при пропадании напряжения в сети оборудование будет моментально обесточено. Наиболее эффективным является сочетание звуковой и световой индикации, тогда как некоторые ИБП обеспечивают только световую или не имеют вообще никакой индикации.
  6. Наличие «холодного» старта, т. е. возможность включить ИБП при отсутствии напряжения в электропитающей сети. Такая функция может стать полезной, например, если во время длительного пропадания питания нужно включить компьютер или принять/отправить факс.
  7. Возможность стабилизации частоты (для on-line ИБП). Некоторое оборудование может быть критично к частоте питающего напряжения. Например, у двигателей переменного тока (магнитофон, виниловый проигрыватель и т. п.) при изменении частоты питающего напряжения изменяется скорость вращения.
Comments