Технические характеристики
Типы ИБП
Все источники бесперебойного питания по принципу работы подразделяют на три группы. Это линейно-интерактивные, резервные, ИПБ с двойным преобразованием. Резервные источники бесперебойного питания (или off-line). Это простейшие источники бесперебойного питания. У подобных приборов прост тип работы: если в электрической сети напряжение нормальное, то оно применяется для питания нагрузки, если электрической сети напряжение пропадает или оно падает ниже пороговой величины, то источник бесперебойного питания переходит в автономный режим. В данном режиме постоянное напряжение, поступающее от аккумуляторной батареи, проходит преобразование в напряжение переменного типа (зачастую 220 В), только после этого оно и подается на нагрузку. Резервные источники бесперебойного питания на продолжительное время работы от аккумуляторов не рассчитаны (время автономной работы составляет до 15 минут), за это время пользователю следует сохранить на ПК всю информацию и корректно завершить работу ОС. Резервные источники бесперебойного питания служат с целью защиты отдельных офисных или домашних персональных компьютеров и периферийных устройств невысокой стоимости. Специалисты советуют применять такие источники бесперебойного питания в условиях "нормальной" электросети. Главное предназначение источников бесперебойного питания резервного типа – это защита ПК от полного пропадания напряжения в электросети, в случае постоянных скачков напряжения в электрической сети аккумуляторы источника бесперебойного питания быстро садятся.
Плюсы офф-лайновых источников бесперебойного питания – невысокая цена, большой КПД, невысокий уровень шума.
Источники бесперебойного питания линейно-интерактивные – это логическое продолжение источников бесперебойного питания резервных. Отличия – усложненное техническое устройство. Такие линейно-интерактивные ИБП гарантируют отличные эксплуатационные характеристики. В схеме линейно-интерактивных ИБП имеется регулирующий элемент, он дает возможность ИБП функционировать в широком диапазоне и пониженного напряжения, и повышенного напряжения электросети не применяя аккумуляторы. В случае изменения вниз или вверх входного напряжения от номинального значения, осуществляется переключение на ближайшие отводы от обмотки автотрансформатора, из-за такого решения на выходе источника бесперебойного питания напряжение будет стабильным.
Почти все подобные ИБП гарантируют синусоидальное выходное напряжение, это сильно снижает на выходе всплески напряжения в случае смена режима работы, а также увеличивает стабильность функционирования подсоединенной к ИБП нагрузки. Линейно-интерактивные ИБП следует применять в условиях "некачественной" электросети, где значение напряжения очень сильно отклоняется от номинала. Продолжительность автономной работы почти у всех ИБП этого вида невелико (не более 20 мин), приборы данного типа подходят для защиты рабочих станций, компьютеров, файл-серверов и периферии.
Источники бесперебойного питания с двойным преобразованием (иное наименование on-line). Такие ИПБ гарантируют наилучшую защиту от неисправностей электросети всех подсоединенных к ним электрических приборов.
Главный минус таких ИБП - при проблемах в электросети осуществляется переключение нагрузки с сетевого напряжения на питающийся от аккумуляторов генератор. На нагрузку при данном переключении в течение нескольких миллисекунд может перестать подаваться напряжение, в случае переключения с первого источника на второй появляется переходный процесс с ненужными скачками напряжения. Такие перепады способны привести к проблемам в работе подсоединенных к источнику бесперебойного питания электронных устройств. Возможно создание источников бесперебойного питания высокой мощности (не более 500 кВА), они способны гарантировать питанием компьютерный отдел, большую серверную комнату или даже целое здание. Используются источники бесперебойного питания с мощностью более 10 кВа для взаимодействия с трехфазной электросетью.
ИБП невысокой мощности (не более 1 кВА) способны функционировать от аккумуляторов примерно 6-20 минут. Источники бесперебойного питания высокой мощности зачастую вовсе оснащаются в стандартном комплекте батареями. В зависимости от того, какими будут последующие условия их функционирования, ИБП оснащаются батарейными блоками нужной емкости. Самый распространенный вариант применения источника бесперебойного питания с двойным преобразованием можно назвать обеспечение нагрузки питанием до включения дизельного генератора.
Плюсы источника бесперебойного питания с двойным преобразованием: на выходе почти идеальная синусоида, выходной сигнал защищен от всплесков и шумов в электросети, время перехода на автономную работу равно нулю.
Минусы ИБП этого вида: большая стоимость, невысокий КПД, значительное тепловыделение.
Используются источники бесперебойного питания с двойным преобразованием с целью питания серверов и дорогостоящих устройств.
Установка в стойку
Имеется возможность источник бесперебойного питания установить в серверный шкаф или в серверную стойку.
Системы бесперебойного питания, сервера и сетевое оборудование зачастую ставят в специальные шкафы или стойки (их еще называют rack). Размеры у этих стоек стандартные установочные, чаще всего используются стойки 19-ти дюймовые. Установка источника бесперебойного питания в стойку дает возможность сократить занимаемое свободное место и упорядочить все тянущиеся от оборудования провода.
Если ИБП в будущем будут применяться с установленными в стойку серверами, оптимальным будет подобрать ИБП с аналогичным форм-фактором.
Выходная мощность
Полная выходная мощность источника бесперебойного питания. Эта мощность определяет наибольшую величину мощности нагрузки, то есть ту величину мощности, которую можно подсоединить к ИБП.
Для электросхем, характеризующихся током переменным, существует не одно понятие мощности, а несколько. Это реактивная и активная мощность, обе эти мощности в сумме дают полную мощность. Она измеряется в ВА.
Продолжительность автономной работы от батарей намного превысит продолжительность номинальной в том случае, если мощность подсоединенной нагрузки будет намного ниже выходной мощности источника бесперебойного питания.
Специалисты дают некоторые советы по подбору полной выходной мощности источника бесперебойного питания: для сервера - не менее 1000 ВА, для обычного офисного ПК с ЖК-монитором хватит 350-700ВА, для мощного игрового ПК или рабочей станции - 700-1000 ВА. Подбирая источник бесперебойного питания по наибольшей мощности, специалисты советуют оставлять запас примерно 20% для последующего апгрейда оборудования.
Активная выходная мощность источников бесперебойного питания. Измеряется активная мощность в Ваттах.
Эта величина определяет наибольшую мощность нагрузки. Для электросхем, характеризующихся переменным током, различают следующие понятия мощности. Это активная мощность и реактивная мощность. Вместе реактивная и активная мощности составляют полную мощность. Подбирая источники бесперебойного питания, требуется учитывать, что выходная мощность должна быть больше той мощности, которая потребляется нагрузкой. Специалисты советуют оставлять запас мощности максимальной, запас должен быть равен 20%, это необходимо при возможном последующем апгрейде оборудования.
Время работы
Полная нагрузка
Продолжительность работы источника бесперебойного питания при подключении полной нагрузки от батарей.
Почти во всех моделях ИБП для защиты компьютера время функционирования при абсолютной нагрузке равняется 5-15 минут. Этого времени вполне достаточно для того, чтобы успеть сохранить нужную информацию и закончить работу на компьютере. Если вы желаете создать бесперебойное питание для сервера, следует подбирать модели ИБП, характеризующиеся значительной продолжительностью работы, или те модели ИБП, в которых имеется возможность подсоединения еще одной или нескольких дополнительных батарей для повышения продолжительности автономной работы.
Половинная нагрузка
Продолжительность функционирования источника бесперебойного питания от батарей при включении половинной нагрузки.
Значительное время автономной работы способны гарантировать те источники бесперебойного питания, выходная мощность которых значительно больше мощности нагрузки. При половинной нагрузке продолжительность функционирования больше продолжительности функционирования при полной нагрузке, оно даже может равняться 20-40 мин.
Форма выходного сигнала
Форма выходного напряжения источника бесперебойного питания. Существуют разные формы выходного напряжения: ступенчатая аппроксимация синусоиды, чистая синусоида.
В простых и дешевых моделях источника бесперебойного питания применяется зачастую ступенчатая аппроксимация синусоиды. Если нагрузкой будут компьютерные системы и иная электроника, имеющая импульсные блоки питания, то данная форма питающего напряжения будет приемлема. Чистая синусоида применяется часто в моделях линейно-интерактивных источников бесперебойного питания, а также в источниках бесперебойного питания, характеризующихся двойным преобразованием. Чтобы организовать "правильную" формы выходного сигнала, следует применять усложненную схему инвертора. Главные плюсы выходного напряжения синусоидальной формы: в случае переключения нагрузки на автономное питание от батарей с питания от электросети, переходные процессы будут намного меньше, это говорит о том, что увеличивается надежность функционирования источника бесперебойного питания. Применение питающего напряжения грубой формы – путь к возникновению в линиях питания высокочастотной составляющей, что может спровоцировать наводки на сигнальные линии в электронных приборах. Для той нагрузки, в которой применяются трансформаторные блоки питания, можно применять источники бесперебойного питания, дающие на выходе чистую синусоиду.
Время переключения на батарею Такое количество времени требуется для осуществления переключения нагрузки в режим питания энергией от батарей из режима электропитания от сети. При осуществлении переключения возникает краткосрочный провал в подаче на нагрузку напряжения. Время переключения, которое равняется меньше 2-5 мс (четверти периода синусоиды входного напряжения), можно называть хорошим показателем. Время переключения на батарею у источника бесперебойного питания, имеющего двойное преобразование, равняется нулю, это можно объяснить тем, что нагрузка в данных приборах подключена постоянно к инвертору.
Максимальная поглощаемая энергия импульса Наибольшая энергия импульса в электросети, которую может поглотить источник бесперебойного питания. В электросети периодически возникают электроимпульсы высокого напряжения. Причины появления этих импульсов могут быть самые разные: наводка от электромагнитного импульса в высоковольтных линиях электропередач, переходные процессы во время коммутации мощных нагрузок в сети, другие. Последствия появления в сети высоковольтного импульса могут быть очень плачевными для всех подключенных в это время в сеть электронных приборов. Величина тока, напряжением импульса, продолжительность импульса – все это определяет энергию импульса. Чем наибольшая величина поглощаемой энергии импульса будет больше, тем нагрузка будет надежнее защищена от возникновения в сети высоковольтных импульсов.
Коэффициент полезного действия Значение КПД источника бесперебойного питания. Коэффициент полезного действия можно вычислить путем отношения выходной мощности прибора к потребляемой прибором мощности от электрической сети. Разница между мощностью потребляемой прибором и мощностью выходной тратится на электромагнитное излучение и бесполезный нагрев воздуха. Коэффициент полезного действия ИБП демонстрирует, насколько экономично устройство, и эффективность работы устройства тем выше, чем ближе данный показатель к 100 процентам.
Коэффициент нелинейных искажений Значение коэффициента нелинейных искажений (КНИ) источника бесперебойного питания. Данный коэффициент показывает степень отличия формы идеальной синусоидальной от формы сигнала на выходе устройства. В зависимости от величины КНИ легко приблизительно охарактеризовать выходной сигнал: свыше 40-45% - сигнал прямоугольной формы, 18-22% - сигнал ступенчатой формы или трапециевидной формы, 3-5% - форма подобная синусоидальной, 0% - идеальная синусоидальная форма. Чем значение КНИ меньше, тем нагрузка будет получать более качественное питание, тем будет ниже величина возмущения в переходном процессе во время переключения режимов работы источника бесперебойного питания.