Типы ИБП: принцип работы и отличия. Что такое UPS и как он устроен
Источник бесперебойного питания или ИБП (UPS) это устройство которое позволяет получать качественный электрический ток без перебоев. В данной статье мы расскажем о том, что такое UPS и для чего его используют.
Всегда есть риск потерять не сохраненные результаты работы из-за перепада напряжения. Иногда подобный сбой может стоить многих часов работы. Более того, если вам не повезет, такой перепад может повредить ваш компьютер. Для того чтобы избежать подобных проблем используют так называемый UPS.
Подключив к сети через источник бесперебойного питания, у вас будет несколько минут автономной работы на случай потери напряжения в сети. Этого времени будет достаточно для того чтобы сохранить результаты работы и корректно выключить компьютер.
Но не все периферийные устройства стоит подключать к UPS. Так, и «ксероксы» не рекомендуется подключать к источнику бесперебойного питания. Эти устройства в некоторые моменты создают слишком большую пиковую мощность.
Современный UPS выполняет такие функции:
- Удаление небольших и кратковременных перепадов напряжения
- Фильтрация напряжения, унижение уровня шума
- Обеспечение бесперебойного питания в случае исчезновения напряжения в сети
- Защита от коротких замыканий и перегрузок
Основные характеристики UPS:
- Мощность. Чем выше мощность, тем более мощное оборудование сможет поддерживать UPS.
- Время работы. Это время автономной работы, которое может обеспечить UPS.
- Количество розеток
- Тип. Современные UPS бывают таких типов:
- Резервные.
- Линейно-интерактивные
- Непрерывного действия
Основные типы UPS
Резервные или Off-Line это наиболее простые устройства. Когда в сети есть напряжение, они просто подают его на свои выходы, пропуская через фильтр. Такие UPS переходят на использование батареи только в случае проседания или исчезновения напряжения в сети.
Линейно-интерактивные или Line-Interactive это уже более продвинутые и сложные устройства. Линейно-интерактивные источники бесперебойного питания способны регулировать напряжение в зависимости от того как изменяется напряжение в сети. При этом переход на работу от аккумулятора происходит только тогда, когда перепады в сети превышают допустимые для данного UPS уровни.
Непрерывного действия или On-Line это самые продвинутые и дорогие источники бесперебойного питания. В данных моделях батареи используются постоянно, и выполняют роль «буфера». Недостатком таких UPS является рассеивание энергии в виде тепла и быстрый износ устройства.
Основой данного типа источников бесперебойного питания является специальная линейно-интерактивная технология. Отличительной особенностью, которая позволяет добиваться большей эффективности в сравнении с off-line источниками, является присутствие трансформатора, который обеспечивает стабильное выходное напряжение даже при довольно сильно различающихся величинах входящего напряжения. То есть этот тип ИБП позволяет справляться с гораздо более сильными перепадами напряжения в сети, чем это могут сделать обычные офф-лайн источники.
Интерактивные источники способны защитить электрооборудование от кратковременного исчезновения или скачка, перепада или просадки напряжения. Данные устройства не способны контролировать форму напряжения и эффективно фильтровать помехи и выбросы. Таким образом, все помехи, которые могут быть созданы нагрузками, просто выйдут обратно в электросеть.
Вывод: Линейно-интерактивные источники бесперебойного питания отлично справляются с поддержкой электрооборудования, для которого важна величина входящего напряжения, но при этом не важны спектральные параметры. В связи с этим такие источники нашли свое широкое распространение в защите сетевого оборудования (маршрутизаторы, коммутаторы и прочие устройства).
Устройство и рабочий процесс данного вида существенно отличается от такового в двух предыдущих вариантах. Он-лайн системы используют двойное преобразование напряжения. Это позволяет выпрямить поступающее переменное напряжение и преобразовать его в постоянный ток. Затем этим напряжением питается батарея, после чего инвертор снова изменяет ток на переменный и выводит его для питания устройств. Отличительной особенностью является то, что батарея постоянно включена в сеть, а это позволяет мгновенно (без какой-либо задержки) нивелировать любые скачки напряжения.
Постоянный ток лишен недостатков, которые могут быть связаны с частотой, фазой или шумом и которые присущи переменному току. Ток поступает с жестко лимитированными параметрами, а затем преобразовывается в ток со строго заданными рамками формы, частоты и фазы.
Вывод: On-line ИБП весьма дорогостоящие, поэтому они используются только для обеспечения безопасной работы техники, которая очень требовательна. Примерами такого оборудования могут быть современные сверхпроизводительные сервера. Нарушения в их работе порой чреваты убытками в десятки тысяч долларов или угрозой сохранности важных коммерческих данных. Поэтому их высокая стоимость сполна оправдывает себя, а использование онлайн-источника бесперебойного питания позволит максимально обезопасить крупные бизнес проекты от непредвиденных сбоев.
Для наглядности, вы можете посмотреть нашу продукцию из раздела онлайн ИБП >>>
ИБП Offline
Работа источника бесперебойного питания офф-лайн типа имеет довольно несложный алгоритм и структуру. Основными элементами данного вида источника являются: автоматический переключатель, автономный источник энергоснабжения (батарея) и выходы для внешнего питания. В обычном режиме положительный заряд батареи поддерживается зарядкой через внешние источники.
В обычных случаях переключатель позволяет использовать электроэнергию с внешних источников, но даже при кратковременном скачке или исчезновении питания он производит подключение автономного источника энергии (батарея). При этом на весь процесс переключения уходит приблизительно 4 миллисекунды, что никак не сказывается на работоспособности подключенного оборудования. Электрический ток выходит из батареи в форме постоянного тока, поэтому используются специальные инверторы. Они преобразовывают постоянный ток в переменный, который уже и используется для питания электрооборудования.
Батарея, входящая в структуру данного типа ИБП способна обеспечить потребности в электроэнергии на протяжении довольно небольшого отрезка времени. Поэтому данный тип подходит скорее для кратковременной страховки в случае возникновения проблем с электроснабжением из центральной сети.
Вывод: офф-лайн ИБП являются одними из самых простых, дешевых и портативных источников. Но справиться они смогут только с кратковременными перебоями в работе электросети.
Давно уже не нуждаются в расшифровке.
Большинство современных UPS , кроме своей основной задачи – обеспечивать бесперебойное питание, – ещё и фильтруют напряжение, поступающее на нагрузку (выступают в качестве фильтра сетевых помех), и стабилизируют напряжение (выступают в качестве стабилизатора напряжения).
***
Наиболее часто встречающиеся неполадки в электросети:
1) исчезновение напряжения,
2) «провал» напряжения,
3) повышение напряжения,
4) понижение напряжения,
5) электромагнитные и радиочастотные помехи,
6) высоковольтные импульсы,
7) высокочастотные импульсы,
8) переходный процесс при коммутации,
9) искажение синусоидальности напряжения;
…
***
Какие бывают UPS
Имеющиеся в настоящий момент на рынке UPS условно можно разделить на 3 класса:
1. UPS с переключением (Standby UPS, Off-line UPS , или Back UPS )
Самые простые и дешёвые UPS , наиболее популярны для домашних . Они не стабилизируют напряжение, выходная амплитуда и частота изменяются так же, как и входные. В нормальном режиме фильтруют переменное напряжение пассивными фильтрами и при падении/повышении его относительно определённого уровня (например, падении ниже 180В ), переходят на аккумуляторы, работают от батарей 5-7 мин и отключают нагрузку. Небольшие габариты и простой дизайн. ниша – самые дешёвые. Защищают от неполадок 1 , 3 , 4 в электросети.
2. Линейно-интерактивные UPS , взаимодействующие c сетью (Line-Interactive UPS , или Smart UPS )
Средние по стоимости и самые популярные для небольших домашних и локальных сетей. Стабилизируют переменное напряжение ступенчато, при помощи автотрансформатора (бустера). Например: при 220В на входе они дают 220В на выходе, 210В – дают 210В ; при падении до 200В они «добавляют» 20В и на выход поступает 220В . Могут работать в широком диапазоне входных напряжений без перехода на аккумуляторы. При работе в нормальном режиме не корректируют частоту. Имеют пассивные фильтры, которые фильтруют переменное напряжение. При исчезновении входного напряжения UPS , оборудованные дополнительными батареями, могут поддерживать нагрузку час-полтора. Привлекательный дизайн, небольшие габариты. ниша – сравнительно небольшая цена для тех задач, которые они могут решать. Защищают от неполадок 1-5 в электросети.
3. Промышленные On-Line UPS с двойным преобразованием напряжения (Double conversion UPS )
Это UPS с максимальным классом защиты. Преобразуют 100% поступающего на вход переменного напряжения в постоянное, а затем выполняют обратное преобразование. При работе от входной сети представляют собой пассивный фильтр. ниша – дорого, но это лучшее, что есть на данный момент. Защищают от неполадок 1-9 в электросети.
***
Как выбирать
Специалисты оценивают UPS по многим параметрам. Для обычного наиболее значимы следующие: выходная мощность (какую суммарную нагрузку можно подключить к UPS ), время автономной работы , цена , габариты .
Чаще всего причина приобретения UPS инициирована только одной неполадкой в электросети – исчезновением напряжения, и стремлением обеспечить корректное завершение выполняемых на задач.
Продукцию какого производителя предпочесть – не столь важно, так как законы жёсткой конкуренции диктуют незыблемые условия обладателям мировых , и соотношение цена/качество для конкретного продукта в определённое время, как правило, является константой. Это означает, что продукты с одинаковым качеством и техническими характеристиками «лежат» в одном диапазоне.
Покупайте UPS в том магазине, где дают гарантию не менее года.
Нужно учесть, что около половины стоимости UPS составляет стоимость аккумулятора (это, можно сказать, сердце UPS , его святое святых). К сожалению, зачастую продолжительность аккумулятора оставляет желать лучшего. Гарантийный срок на него – полгода (максимум, год).
Для домашних достаточно использовать UPS структуры Off-line , для домашних и локальных сетей рекомендуются линейно-интерактивные UPS .
***
Пример подбора UPS для домашнего
Необходимо защитить с суммарной мощностью 630 ВА /440 Вт (мощность блока 400 Вт и 40 Вт ). Минимальная мощность UPS – 630 ВА . С учётом рекомендованного запаса 20% и возможного роста нагрузки в будущем (например, замена на более мощный), нужен UPS 800 ВА .
При покупке UPS следует учесть такие нюансы:
1. Как правило, при продаже указывается полная мощность UPS , а покупателя интересует активная .
2. Продавцы (как правило!) путают активную мощность с полной и приравнивают ВА к Вт , то есть фактически предлагают покупателям UPS мощностью в 1,4 раза меньше требуемой!
Кстати, в последнее время некоторые фирмы начали выпускать так называемые PFC (Power Factor Corrected ) . Для них 1 ВА приравнен к 1 Вт .
***
Как перевести активную мощность (Вт ) в полную мощность (ВА )
Мощность подключаемой нагрузки измеряется в ваттах (Вт ) – это активная мощность.
Мощность UPS указывается в вольт -амперах (ВА ) – это полная мощность.
Для перевода Вт в ВА применяется коэффициент 0,7 :
Мощность UPS (ВА ) = Мощность подключаемой нагрузки (Вт ) / 0,7 .
***
Время работы от батареи
Для большинства обычных UPS небольшой мощности среднее время работы от батареи при максимальной нагрузке составляет 4-15 минут. Если нагрузка UPS меньше максимальной, то время работы от батареи увеличивается.
***
Штатный комплект поставки UPS включает: кабель для подключения к COM - или USB - (для автоматического управления питанием: при отсутствии электропитания в подающей сети переменного тока программа управления UPS завершает работу операционной системы и выключает ), диск с программным и инструкцию по эксплуатации.
***
Чтобы UPS служил вам максимально долго и ваше вложение средств в UPS оказалось наиболее эффективно, постарайтесь соблюдать следующие правила:
1. Внимательно изучите инструкцию, прилагаемую к UPS !
2. Если вы принесли UPS с холода, дайте ему согреться при комнатной температуре в течение 3-5 часов.
3. Прежде, чем включать новый UPS , зарядите аккумуляторные батареи. Батареи нового UPS не заряжены. Поэтому, если вы сразу же поставите UPS под нагрузку, батареи не смогут обеспечить должное поддержание питания. Оставьте UPS к сети на 12 часов (если не указано иное время в техническом описании вашего UPS ). Это первая зарядка батарей, поэтому она требует больше времени, чем обычная штатная зарядка.
4. Подключайте к UPS только ту нагрузку, которая действительно требует бесперебойного питания. Применение UPS оправдано лишь там, где потеря питания может привести к потере данных – , серверы, хабы/свитчи, внешние модемы, стримеры, дисководы и т.п. Принтеры, сканеры, а тем более осветительные лампы, не нуждаются в UPS !
5. Не перегружайте UPS . Выбирайте UPS , мощность которого больше (или, как минимум, равна) суммарной мощности нагрузки. При этом обязательно учтите разницу между ваттами и вольт -амперами !
6. Постарайтесь обеспечить заземление. Без должного заземления эффективность подавления помех будет снижена.
7. Соблюдайте правила эксплуатации: UPS рассчитаны на работу в окружающих условиях, указанных в техническом описании. Не переохлаждайте (ниже 0°С) и не перегревайте UPS (выше 40°С). Не подвергайте UPS воздействию ударов и влаги. программно-аппаратные средства позволяют – в крайнем случае! – обходиться без UPS .
Для этого нужно соблюдать определённые правила:
1. Используйте современные операционные системы.
2. Применяйте отказоустойчивую файловую систему .
3. Среди разработчиков программного стало правилом хорошего тона включать в состав своих программ модуль, позволяющий при некорректном завершении работы программы восстановить – при следующем запуске – изменения, внесённые в файлы, которые были открыты в момент такого завершения.
Кроме того, программы позволяют задать минимально возможный интервал автосохранения. Например, в Microsoft Word для этого откройте меню Сервис –> Параметры… В открывшемся окне Параметры откройте вкладку Сохранение , установите флажок «автосохранение каждые», счётчиком справа установите минимально возможный интервал 1 мин – > OK .
Аналогично параметры автосохранения устанавливаются в Microsoft Excel . Но даже после установки этих параметров не полагайтесь на , почаще нажимайте на кнопку Сохранить при работе над своими файлами!
4. Почаще делайте копирование важной информации.
Американская компания UPS специализируется на срочной транспортировке грузов и документов. Аббревиатура UPS расшифровывается как United Parcel Service, что в переводе означает «объединенная служба доставки посылок». Образованная в 1907 году в Сиэтле, штат Вашингтон, UPS задумывалась как обычная частная фирма, оказывающая курьерские услуги. Однако, благодаря строгой политике, эффективному управлению и оперативному обслуживанию всех клиентов, включая почтовое ведомство, компания приобрела устойчивую репутацию и значительно расширила рынок своей деятельности. Сегодня UPS – крупная корпорация с несколькими подразделениями, центрами логистики, собственными авиалиниями UPS Airlines , собственной компанией морских перевозок UPS Supply Chain Solutions и четкой системой доставки, охватывающей более двухсот стран мира. Головной офис базируется в Атланте, штат Джорджия.
Воспользоваться услугами компании можно, обратившись на официальный сайт, который представлен также в русскоязычном варианте. Здесь вы можете зарегистрировать и оформить отправление, рассчитать стоимость и сроки доставки, отследить текущий статус посылки или груза.
Информация, правила, ограничения.
Прежде чем воспользоваться услугами службы UPS, следует ознакомиться с основными правилами и ограничениями, установленными компанией.
Правила оформления отправлений. Отправителем четко и подробно указывается информация о содержимом груза, адрес получателя и обратный адрес, обеспечивается упаковка (услугу можно заказать непосредственно в службе), а также прилагаются все необходимые сопровождающие документы. По умолчанию все отправления транспортируются на условиях экспресс-доставки, за исключением случаев, когда это недоступно для пункта назначения. Если отправителю требуется другой вид доставки, это следует указать при оформлении.
Ограничения по весу и габаритам. В зависимости от страны отправления и назначения вес доставляемого груза ограничивается либо 31,5, либо 70 килограммами. При этом длина отправления не должна превышать 270 см, а сумма длины и обхвата – 419 см.
Ограничения по стоимости. Общая ценность отправляемого груза лимитирована суммой, эквивалентной 50 тыс.долларов США по текущему курсу Центробанка. Для ювелирных изделий существует отдельное ограничение – их стоимость не может превышать эквивалента 500 долларов.
Ограничения по безопасности. Существует список запрещенных к пересылке предметов и веществ, представляющих опасность для жизни и здоровья людей. Не принимаются службой также товары, трансграничная пересылка которых запрещена законом.
Прочие ограничения по содержимому. Груз, пересылаемый службой UPS, не должен также включать в себя особо ценные предметы, деньги, ценные бумаги и другие оборотные документы (полный перечень приведен в Справочнике, опубликованном на официальном сайте службы).
Службой UPS не ведется проверка и контроль содержимого отправляемых грузов. Однако отправитель берет на себя обязательства, что груз соответствует всем требованиям компании и действующего законодательства. Кроме того, некоторые международные отправления требуют обязательного таможенного декларирования (например, посылки в Россию.
Отслеживание отправлений UPS
Для идентификации и отслеживания грузов службой используется трек-номер, присваиваемый каждому отправлению автоматически в процессе его оформления. Трек-номер UPS отличается от стандартных кодов UPU и может состоять из любой комбинации букв и цифр (в пределах 35 символов).