ИБП: надёжный контроль и защита электронных устройств

10 лучших источников бесперебойного питания (ИБП)

ИБП предназначен для бесперебойного снабжения электрическим током компьютера и прочих подключенных к нему приборов в случае возникновения проблем с основным питанием. Прибор необходим для безопасного сохранения и завершения работы, правильного отключения компьютера при внезапном исчезновении напряжения в электросети. В этом обзоре мы поговорим о лучших источниках бесперебойного питания, и о том, как правильно выбрать ИБП.

Как выбрать источник бесперебойного питания?

Выбирая UPS, следует принимать во внимание особенности оборудования, которое планируется к нему присоединять и характер неполадок в электросети.

Если неполадки не связаны с заниженным или завышенным напряжением, а обезопасить требуется различное сетевое оборудование (модем, маршрутизатор, точку доступа) или маломощный ПК с периферией, достаточно будет простейшего резервного ИБП (иначе Standby или off-line). При этом его паспортная мощность должна превышать сумму потребляемых мощностей подключенной техники. Чтобы не ошибиться в пересчете, лучше принимать 1 ВА равным 1,4 Вт.

Нормализовать «плавающее» значение сетевого напряжения позволяют модели с автоматической регулировкой (AVR). Они относятся уже к интерактивному типу (Smart UPS), а поскольку стабилизация там осуществляется ступенчато, следует отталкиваться от чувствительности своей техники к падению напряжения питания. Простейшие бесперебойники имеют одну повышающую ступень, модели покруче — две-три. Другими словами, последние точнее выполняют нормализацию.

У игровых компьютеров средней и большой мощности свои особенности. Практически без исключений, все они оснащаются блоками питания со схемой активной коррекции коэффициента мощности (APFC). Не вдаваясь в детали отметим, что такие БП не «дружат» с резервными и недорогими интерактивными UPS (у которых выходной сигнал имеет ступенчатую аппроксимацию). Как вариант, следует ориентироваться на источники бесперебойного питания с двукратным запасом мощности. Либо же на бесперебойники с «чистой» синусоидой, в том числе онлайн-типа.

Кратко о последних. ИБП с двойным преобразованием напряжения (Double conversion UPS) лучше прочих обеспечивают защиту от всех видов проблем с электропитанием, а в отдельных случаях просто не имеют альтернативы. За все приходится платить. И в буквальном смысле, и в переносном. Стоимость онлайн-моделей высока, при этом они имеют самый маленький КПД.

Источники бесперебойного питания в нашем рейтинге группируются по типам, а в каждой категории они расположены в порядке возрастания мощности.

Рейтинг лучших источников бесперебойного питания

КатегорияМестоНаименованиеРейтингЦена
Лучшие резервные источники бесперебойного питания1EATON Ellipse ECO EL6509.5 / 109 900
2Powercom WOW-850 U9.3 / 105 680
Лучшие ИБП интерактивного типа1APC by Schneider Electric Smart-UPS 1000VA USB & Serial 230V9.9 / 1021 450
2APC by Schneider Electric Smart-UPS 1500VA LCD 230V9.9 / 1044 117
3Powercom RAPTOR RPT-2000AP9.6 / 109 761
4Ippon Back Basic 6509.4 / 102 406
5Powercom Imperial IMP-825AP9.3 / 106 150
Лучшие ИБП с двойным преобразованием1APC by Schneider Electric Smart-UPS RT 10000VA 230V9.8 / 10328 813
2Powercom VANGUARD VGS-2000XL9.7 / 1041 581
3Ippon Innova RT 10009.5 / 1028 295

Лучшие резервные источники бесперебойного питания

EATON Ellipse ECO EL650

Как и прочие модели резервных бесперебойников, Ellipse ECO EL650 не способен нормализовать напряжение, имеющееся в электрической сети. Возможно только быстрое переключение потребителей на питание от аккумуляторной батареи, когда напряжение выходит за пределы настраиваемого диапазона допустимых значений или полностью пропадает. Режим «холодного» запуска обеспечивает возможность организации кратковременной работы подключенного оборудования при отсутствии основного энергоснабжения. Предусмотрена защита информационных соединений (телефонная линия, витая пара) от некоторых видов помех. Отдельный интерес представляет функциональность EcoControl, которая реализована в моделях с «USB» в названии. Ее суть состоит в автоматическом отключении периферийного оборудования, если исчезает нагрузка в главной розетке. Модельный ряд позволяет подобрать лучший UPS с оптимальной мощностью. Нужно только помнить, что форма выходного сигнала здесь — ступенчатая синусоида, т.е. ИБП может быть несовместим с рядом блоков питания APFC-типа (Full Range).

  • гибкая настройка рабочих режимов;
  • есть «холодный старт»;
  • функция автотестирования батарей;
  • стоечный U2 или стеновой крепеж (опции);
  • автоматическое отключение периферийного оборудования (у USB-модификаций);
  • используются широко распространенные аккумуляторные батареи.
  • высокая стоимость для офлайн ИБП.

Powercom WOW-850 U

Относительно недорогой и компактный бесперебойник от фирмы PowerCom. Построен по схеме организации резервного питания и не умеет регулировать уровень выходного напряжения в основном режиме. Не содержит плавких предохранителей, для его «реанимации» достаточно просто нажать кнопку автомата. Выходная мощность ИБП составляет 425 Вт, заряда батареи хватает на десяток минут работы ПК. Оснащен четырьмя евро-розетками, которые защищены от попадания посторонних предметов «шторками». Основное назначение данного источника бесперебойного питания — при внезапном отключении электроэнергии, сохранить все документы на персональном компьютере, после чего завершить работу. Кроме того, он способен обеспечить надежную защиту активного сетевого оборудования. На корпусе имеется разъем для кабеля USB, а также телефонной и локальной сети. Кстати, возможно корректное автоматическое выключение ПК при снижении заряда аккумулятора ниже определенного уровня. Имеет функции автоматического самотестирования и защиты батареи от глубокого разряда.

  • доступная цена;
  • тихая работа;
  • относительно небольшие размеры;
  • евророзетки.
  • выходной сигнал — ступенчатая синусоида;
  • небольшое время работы от батареи.
  • Powercom WOW-850 U – 850 ВА
  • Powercom WOW-1000 U – 1000 ВА

Лучшие ИБП интерактивного типа

APC by Schneider Electric Smart-UPS 1000VA USB & Serial 230V

Даже «честная» синусоида не всегда гарантирует отсутствие проблем совместимости с мощными современными блоками питания, но это уже не вина UPS. Впрочем, с рекомендуемым бесперебойником и таких случаев будут считанные единицы. Представляем вам классику «жанра» в категории геймерских ИБП. Далеко не новая, но очень добротная и качественная модель, способная защитить условно средний игровой ПК, а также любое другое периферийное или сетевое оборудование от большинства типичных отказов и нарушений в цепях электропитания. Устройство имеет массу преимуществ перед конкурентами. Например, способно нормально функционировать при питании от генераторной установки. Для многих польза от указанной особенности малозначима и неочевидна, но «компьютерщики» тех же банков ее оценят.

Аппарат отлично администрируется, в том числе и удаленно, позволяет настраивать пороги срабатывания схем защиты и AVR, поддерживает быстрое автоматическое восстановление в случае перегрузки и относительно легко обслуживается.

  • совместим с блоками питания типа APFC;
  • способен нормально работать от генераторной установки;
  • гибко настраивается и легко управляется.
  • при замене АКБ требуется калибровка;
  • высокая цена и дорогие аккумуляторы.

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

Для надежной защиты мощной игровой станции требуется и бесперебойник соответствующего уровня. В принципе, указанную задачу способен решить старший «брат» рассмотренного выше ИБП из линейки SUA, но мы рекомендуем вам обратить внимание на более современную версию этой же модели, оснащенную информативным ЖК-индикатором (SMT1500I). В дополнение к уже перечисленным достоинствам, она обладает и несколькими интересными особенностями. Во-первых, напряжение заряда батарей здесь зависит от температуры, что позволяет продлить срок их службы. Во-вторых, предоставляется возможность программируемого отключения менее ответственных потребителей или их перезапуска в случае проблем с энергоснабжением (управляемая группа розеток). В-третьих, развитый сервисный функционал. В частности, динамический прогноз срока службы АКБ и учет потребляемой энергии. Ну и оперативный контроль основных параметров с помощью дисплея тоже полезен. Система автоматической регулировки у данного UPS имеет две повышающие ступени, благодаря чему при том же рабочем диапазоне входного напряжения достигается меньшее отклонение выходного от нормального значения.

  • совместим со всеми схемами коррекции коэффициента мощности;
  • нормально функционирует при питании от электрогенератора;
  • коммутируемая группа розеток;
  • полезные интеллектуальные «фишки»;
  • большая гибкость настроек.
  • высокая цена.
  • APC by Schneider Electric Smart-UPS 1500VA LCD 230V – 1500 ВА
  • APC by Schneider Electric Smart-UPS SMT750I – 750 ВА
  • APC by Schneider Electric Smart-UPS SMT1000I – 1000 ВА

Powercom RAPTOR RPT-2000AP

Хороший недорогой ИБП большой мощности. Приемлемый вариант для случая, когда проблемы в энергоснабжении есть, а достаточного финансирования на покупку того же APC нет. Выходной сигнал имеет ступенчатую форму, но 1200 Вт позволяют рассчитывать на удержание компьютера с 600-ваттным БП, построенным по схеме APFC с автовольтажом. Это как минимум. Кроме того, чем емче батарея — тем продолжительнее работа в режиме генерации и позже возникает потребность в ее замене. Это к вопросу, что лучше: правильная синусоида меньшей мощности или аппроксимированная большей. Любое другое оборудование будет продолжать работать без проблем хоть при понижении/повышении входного напряжения, хоть при полном его пропадании. Разумеется, речь не идет о бытовых приборах с трансформаторами или электродвигателями. Никаких «наворотов» этот ИБП не имеет, но продвинутые пользователи смогут настроить некоторые параметры при помощи комплектного ПО.

  • привлекательная цена;
  • большой запас мощности.
  • затрудненный доступ к батарейному отсеку;
  • заметный шум вентилятора;
  • AVR с одной ступенью повышения.
  • Powercom RAPTOR RPT-2000AP – 2000 ВА
  • Powercom RAPTOR RPT-1025AP – 1025 ВА
  • Powercom RAPTOR RPT-1500AP – 1500 ВА

Ippon Back Basic 650

Если преобладающим типом отказов электросети является значительное отклонение питающего напряжения от номинала, а потребляемая вашим оборудованием общая мощность составляет всего пару сотен ватт, не имеет смысла приобретение дорогостоящего UPS. Не исключено, что лучшим вариантом решения проблемы будет использование недорогого и бесперебойника, оснащенной сравнительно простой AVR. Такой как Ippon Back Basic 650, чья система автоматической регулировки умеет, при необходимости, повышать или понижать входное напряжение на 15%. Разумеется, сопутствующий сервис вроде фильтра помех или защиты от короткого замыкания / перегруза рекомендуемый ИБП также предоставляет. В линейку входят устройства с разъемами типа Schuko (под евровилку) и C13 (компьютерные), поэтому подобрать подходящую под ваши задачи модель труда не составит.

Нужно только учитывать, что форма выходного сигнала у любого представителя семейства Back Basic далека от чистой синусоиды, поэтому совместная работа с блоками питания APFC, имеющими так называемый автовольтаж (Full Range), не гарантируется.

  • очень привлекательная цена;
  • достаточно приличное качество исполнения;
  • сравнительно тихая работа.
  • несъемный кабель питания;
  • разъем USB на лицевой панели;
  • кабелей в комплекте поставки нет.
  • Ippon Back Basic 650 – 650 ВА
  • Ippon Back Basic 850 – 850 ВА
  • Ippon Back Basic 1050 – 1050 ВА

Powercom Imperial IMP-825AP

Powercom зарекомендовал себя в качестве надежного поставщика энергосберегающей продукции. Модель IMP-825AP из серии Imperial представляет собой линейно–интерактивный источник бесперебойного питания с пятью розетками, защитой телефонной линии и USB-интерфейсом. Прибор позволяет свернуть и сохранить работу в операционной системе. Имеет большую емкость необслуживаемых кислотно-свинцовых батарей, и это несмотря на небольшие размеры! Резервная мощность составляет 495 Вт – это говорит о том, что среднестатистический персональный компьютер с диагональю монитора 17” и мощностью 150 Вт проработает в автономном режиме в течение 15-20 минут. Во время исчезновения электроэнергии переключение на батареи происходит в течении 2-4 мс. В этом ИБП есть встроенный стабилизатор напряжения AVR, который поддерживает в пределах нормы напряжение на выходе, тем самым, не пользуясь ресурсом аккумулятора при колебаниях напряжения в электросети. Обратите особое внимание, что розетки у данного ИБП не стандартные, а специальные – компьютерные IEC-320-C14, что некоторым пользователям может не понравиться.

Современные методы контроля и защиты цепей питания от токов перегрузки в системах автоматики

Рис. 1. Многоканальные электронные автоматические выключатели CBMC

Системы автоматики производственных линий должны работать бесперебойно, зачастую в режиме 24?7. Важную роль в обеспечении бесперебойной работы играет надежная система распределения питания по конечным нагрузкам (контроллерам, датчикам или исполнительным механизмам) с возможностью селективного отключения неисправностей. Чаще всего в таких приложениях используется централизованная система питания с резервированием. В таких условиях обязательно должен быть исключен сценарий, когда короткое замыкание или длительная перегрузка в одной из подключенных к системе питания нагрузок может вызвать перебой в питании всех остальных нагрузок, особенно контроллеров.

Новые многоканальные автоматические выключатели от Phoenix Contact серии CBMC (рис. 1) предлагают решение по селективной защите и контролю с возможностью адаптации параметров под каждое конкретное приложение.

Развитие систем электропитания в автоматизации производства

В подавляющем большинстве случаев в системах автоматики в настоящее время используются импульсные источники питания (ИП). Они могут обладать разными возможностями и функциональностью, но всех их объединяет одно общее свойство: в случае перегрузки в выходных цепях (вызванной аварией или ошибками при проектировании системы питания), если у ИП не хватает резерва мощности, он просаживает свое выходное напряжение. Это, в свою очередь, может вызвать ошибки в работе контроллеров и сбой в системе в целом.

Современные ИП становятся все более и более интеллектуальными. Зачастую производители указывают их устойчивость к коротким замыканиям, предлагают устройства с динамическим или статическим резервом мощности и возможностью конфигурирования параметров. Тем не менее единственным способом гарантированно защитить систему от просадки выходного напряжения по-прежнему является защита и мониторинг каждого отдельного выходного канала или нескольких групп нагрузок с помощью внешнего специализированного устройства.

Оценка эффективности системы на основе стандартов

Контроллер — это центральный элемент системы. Если с ним происходит сбой, то все останавливается. Диагностика ошибки требует значительно больше времени, если контроллер не успел сделать соответствующую запись, т. к. ошибка может быть где угодно.

Стандарт IEC-61131-2 регламентирует требования к программируемым логическим контроллерам (ПЛК). Он содержит основные параметры, требуемые для безопасной работы ПЛК, включая диапазон питающего напряжения и время, в течение которого напряжение может быть за пределами данного диапазона. ПЛК должен работать в нормальном режиме в диапазоне 20,4–28,8 В. Но при напряжении, например, ниже 20,4 В контроллер без внешней батареи может продержаться не более 10 мс. Соответственно, система питания должна или предотвратить падение выходного напряжения при неисправности одной из нагрузок, или как можно быстрее отключить неисправную выходную цепь. Но поскольку в каждом приложении всегда есть свои особенности и разные причины неисправностей, предотвратить падение напряжения на выходе ИП не всегда возможно. Это означает, что единственным надежным способом избежать сбоев в системе является мониторинг неисправностей в выходных каналах с помощью электронных автоматических выключателей. Отключение должно происходить в течение 10 мс после обнаружения неисправности.

Читайте также:  Белая спальня? рассмотрим и другие варианты

Какую характеристику отключения выбрать?

В настоящее время в таких приложениях автоматизации производства широко применяются тепловые или термомагнитные защитные устройства. Токи перегрузки разогревают биметаллическую пластину или воздействуют на катушку, которая, в свою очередь, отключает часть, нуждающуюся в защите. В случае неисправности данные устройства генерируют высокие токи, повышающие риск остановки системы. В некоторых случаях для отключения неисправности номинальный ток должен увеличиться от 8 до 15 крат. Многие импульсные ИП не способны продолжительно питать систему в таких условиях, и в результате система отключается целиком.

Кроме того, современные устройства оснащаются все более чувствительной электроникой, что делает их более уязвимыми при высоких токах. Новые многоканальные электронные выключатели СВМС от Phoenix Contact обеспечивают более точный мониторинг тока в нагрузках и предлагают улучшенную защиту для электронных устройств.

Интеллектуальное программное обеспечение

Современные методы измерения и интеллектуальное програм­мное обеспечение (ПО) позволяют, во-первых, реагировать на неисправность при даже небольших изменениях тока. Это значительно снижает требуемый резерв мощности для ИП. Во-вторых, это позволяет более точно анализировать текущее состояние защищаемых цепей и реагировать в соответствии с этим. Например, можно отслеживать загрузку канала более 80% от установленного значения, длительную небольшую перегрузку и короткое замыкание. Также такая комбинация позволяет исключать ложные отключения при запуске нагрузки с большой емкостью и большими пусковыми токами. Все эти функции предлагают новые автоматические выключатели серии CBMC (рис. 2), которые контролируют бесперебойное электропитание системы, используя интеллектуальный анализ изменений токов нагрузки.

Рис. 2. Пример установки СВМС

Компактная конструкция CBMC позволяет встраивать их в существующие установки без изменения планировки шкафа. Особенности CBMC:

  • Четыре независимых канала, каждый из которых может быть настроен по номинальному току в диапазоне 1–10 А с шагом 1 А с помощью светодиодных кнопок.
  • При необходимости устройство может быть заказано с требуемыми настройками.
  • Светодиодные кнопки на лицевой панели отражают текущий статус каждого канала.
  • Сигнал об изменении состояния выходных каналов может быть передан дистанционно с помощью сухих контактов.

Основные параметры СВМС представлены в таблице.

Таблица. Основные параметры СВМС

Номинальное напряжение, В DC24
Диапазон рабочих напряжений, В DC18–30
Количество выходных каналов4
Настройка каждого выходного канала1/2/3/4/5/6/7/8/9/10 A DC
Требуемые номиналы предохранителейНе требуется, встроенный элемент Fail-Safe
Внутренний предохранитель на каждом выходе15 A DC (4 А DC для версии CBMC E4 24DC/1-4 A)
КПД, %>99
Время на отключение в цепи нагрузки?10 мс (при коротком замыкании >2,0?IN);
1 c (при (1,2…2,0)?IN)
Индикатор состоянияСветодиодный (зеленый, желтый, красный)
Дистанционная сигнализацияОбщий аварийный сигнал, сухой контакт Н.З.
Диапазон температур окружающей среды
(при эксплуатации), °C
–25…+60
Степень защитыIP20
Габариты (В?Ш?Г), мм90?36?98

Отключение неисправностей с высокой точностью

Одной из причин широкого распространения механических автоматических выключателей, в частности термомагнитных автоматических выключателей, является большое разнообразие электронных устройств, для эффективного селективного отключения которых требуются различные характеристики срабатывания. Но использование механических автоматических выключателей всегда требует высоких отключающих токов. Это, в свою очередь, может потенциально нарушать стабильную работу электрической системы. С появлением электронных автоматических выключателей значительно повышается точность срабатывания защитных устройств за счет измерения и анализа токов, протекающих в защищаемых цепях. В результате надежное отключение возможно в диапазоне от 1,1 до 2 крат от установленного номинального значения. Это значительно упрощает проектирование системы в целом, отпадает необходимость закладывать большие резервы по мощности, что в свою очередь позволяет сокращать общие габариты системы.

Заключение

Использование электронных автоматических выключателей CBMC позволяет гарантированно защитить систему от возможных сбоев в связи с просадкой выходного напряжения ИП. Используемые при этом методы измерения и алгоритмы позволяют решить эту задачу без значительных резервов мощности ИП. Это упрощает проектирование, уменьшает габариты системы, одновременно увеличивая ее надежность.

КОНТРОЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АККУМУЛЯТОРОВ ИБП КАК ОДИН ИЗ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ

Описывается система мониторинга выносных аккумуляторных батарей, реализованная на базе MasterSCADA и датчиков контроля батарей. Система обеспечивает контроль таких электрических характеристик, как емкость, напряжение заряда/разряда, сопротивление аккумулятора.

Времена, когда в кухонном шкафчике хранился запас свечей, давно прошли. Сегодня на помощь приходят резервные линии с автоматическим вводом резерва (АВР) и собственные дизель-генераторные установки (ДГУ). Они позволяют минимизировать
ущерб от отключения электроэнергии, но не всегда мгновенно и полностью. Переключение на резервную линию может занимать порядка 0,3 с. Запуск ДГУ и того больше — 30…60 с. Кроме того, эти решения не обеспечивают выходного напряжения необходимого качества.

Поэтому на предприятиях, где перебои в электроснабжении неприемлемы и к качеству питающего напряжения установлены высокие требования, используют источники бесперебойного питания (ИБП) с аккумуляторными батареями (АКБ). Их безотказная и четкая работа обеспечивает нормальное функционирование как отдельных сервисов, так и предприятия в целом. Использование ИБП позволяет избежать провалов и всплесков напряжения, импульсов в сети, высокочастотного шума, разбега частоты (отклонение частоты более чем на 3 Гц).

Аккумуляторные батареи — основа любого ИБП, и от их состояния зависит правильность и долговременность работы всей системы в целом. Большинство производителей свинцово-кислотных герметичных батарей, которые обычно применяются в ИБП, заявляют срок их службы до 5 лет при условии соблюдения рекомендуемых режимов эксплуатации. Реальный же срок колеблется в диапазоне 2…4 лет. К концу этого периода емкость батареи может значительно снизиться (иногда до 25% от начальной и менее). Отслужившие герметичные батареи практически не поддаются «реанимации» и подлежат замене.

Причин деградации аккумуляторов много. От интенсивного использования наступает сульфатация пластин, от перегрузок осыпаются активные вещества, происходит испарение электролита.

Неисправность и выход из строя АКБ вызывают долгосрочные факторы:
воздействие окружающей среды (температура, влажность, механические повреждения);

  1. неправильный заряд/разряд (большой период заряда, высокое напряжение заряда, аномальная кривая разряда);
  2. неисправный аккумулятор в цепи;
  3. некалиброванный ИБП;
  4. высокое внутреннее сопротивление батареи;
  5. высокая внутренняя температура батареи;
  6. потеря электролита, сульфатация пластин.

Если эти причины не были вовремя обнаружены и исправлены, то впоследствии будут способствовать ухудшению состояния батарей. Залогом стабильной и длительной работы батареи является ее правильная эксплуатация. Работа при повышенных температурах окружающей среды — основная причина износа. Оптимальная температура для работы АКБ — 10…25°C. При повышении до 40°C прогнозируемый срок службы сокращается до 1,5…2 лет. Температура 50°C — критическая для батарей этого типа: аккумулятор может выйти из строя уже через несколько месяцев.

Рис. 1. Зависимость срока службы батареи от температуры и заряда

Не стоит допускать глубоких разрядов батареи (падение напряжения ниже 1,7 В на элемент), а также превышения зарядного тока и конечного напряжения заряда, рекомендуемых изготовителем: более 2,3 В на элемент в дежурном режиме, 2,4 В — при циклическом режиме работы. Превышение напряжения заряда на 0,2 В уменьшает срок службы на 50% (рис. 1).

В связи с этим необходимо своевременно выявлять плохие аккумуляторы, исключать случаи недозаряда, контролировать напряжение заряда и температуру окружающей среды.

Срок службы литий-ионных аккумуляторов также зависит от уровня заряда и температуры. При температуре выше 30°C способность удержания заряда снижается до 80% от нормы, а при нагреве до 45°C снижается вдвое. Батареи могут быть либо встроены в ИБП, либо
быть съемными и выносными (большей емкости). Современные ИБП со встроенными батареями от именитых производителей (APC by Schneider Electric, Huawei), как правило, обеспечиваются серьезными средствами контроля и позволяют выводить информацию на диспетчерский пункт по одному из стандартных протоколов (SNMP или Modbus).

Рис. 2. Батарейные блоки

На рис. 2 представлена система с выносными батарейными блоками, которые соединены последовательно. При таком подключении аккумуляторов
ИБП не имеет встроенных средств диагностики каждой отдельной батареи. А необходимость в этом есть. Например, надо контролировать «равномерность» заряда. Одна батарея, емкость которой ниже соседних, приводит к уменьшению срока службы всех батарей.

Инженерами компании ИнСАТ была опробована система контроля состояния батарей PBAT, предоставленная компанией Энергометрика (www.energometrica.ru). Датчики PBAT802 или PBAT812 для батарей на 2 и 12 В соответственно подключаются непосредственно к выносным батареям и позволяют в режиме реального времени контролировать напряжение, емкость, сопротивление, температуру, состояние и режимы работы аккумуляторных батарей. Датчик PBAT800 позволяет измерять ток в цепочке батарей в диапазоне -1000. 1000 А. Датчики подключаются к устройствам с интерфейсом RS-485 по протоколу Modbus RTU (то есть могут взаимодействовать с любым контроллером для сбора и анализа данных) либо напрямую к серверу сбора данных (рис. 3) с установленной системой MasterSCADA через MasterOPC Universal Modbus Server.

Рис. 3. Схема контроля батарейных блоков

После установки данной системы пользователь получает следующие преимущества:

непрерывный контроль всех параметров АКБ при исключении человеческого фактора; своевременное выявление батарей,

требующих обслуживания, в том числе на удаленных объектах;

возможность организации планомерной работы сервисной службы;

повышение надежности аккумуляторных систем ИБП за счет своевременного обнаружения неисправных элементов;

возможность формирования отчета о состоянии аккумуляторов с целью планирования замены;

применение свободно программируемого контроллера позволяет опрашивать дополнительные датчики с аналоговыми и дискретными сигналами (температура помещений, сигналы протечек);

ПЛК может управлять нагрузкой при помощи своих релейных выходов.

Система мониторинга состояния аккумуляторных батарей дает пользователю полную картину их работоспособности, что полностью исключает все спорные моменты при выяснении причин выхода из строя АКБ. В системе мониторинга вся предупреждающая и аварийная информация фиксируется: ведется журнал событий, все необходимые данные заносятся в архив и могут выводиться в виде графиков (трендов) за продолжительный период времени (рис. 4). Аналитические возможности модуля трендов позволяют одновременно сопоставлять изменение параметров батарей с событиями в системе и с параметрами другого оборудования.

Рис. 4. Мнемосхема трендов в системе мониторинга АКБ

Таким образом, типовое решение системы диагностики аккумуляторных батарей на MasterSCADA можно эффективно использовать в любой производственной сфере, где применяются источники бесперебойного питания. Например, имеется решение, обеспечивающее диагностику состояния батарей в центрах обработки данных (ЦОД), реализованное при помощи стандартных средств от производителя ИБП, дополнительного модуля контроля температуры батарей и MasterSCADA [1, 2]. При минимальном вложении средств система диспетчеризации АКБ принесет существенную пользу предприятию.

Список литературы
1. Бажуков И.М. SCADA-система как инструмент технической диагностики // Автоматизация в промышленности.
2016. №10.
2. Аблин И. Е. SCADA-системы в диспетчеризации зданий//Автоматизация в промышленности. 2009 № 10

Бажуков Игорь Михайлович – начальник отдела комплексной автоматизации ООО «ИнСАТ».

Защита информации, бесперебойное питание и решения APC

Отчего происходят потери данных? Приводимая ниже статистическая информация распространяется компанией American Power Conversion (http://www.apcc.com, http://www.apcc.ru) — со ссылкой на американскую консалтинговую компанию Contingency Planning — в рекламных целях. Тем не менее она выглядит вполне убедительна. Итак:

Причина потери данных%
Ошибки оператора или саботаж3
Сетевые сбои5
Программные и аппаратные сбои8
Вирусные атаки и прочие причины9
Пожары и стихийные бедствия30
Сбои электропитания45

Можно поспорить относительно реального соотношения процентов потерь от ошибок оператора и стихийных бедствий, но главное не вызывает сомнений: отключение электропитания, броски напряжения и электропомехи являются сегодня Стихийным Бедствием Номер Один. Забыв о включенных стиральной и посудомоечной машине, вы нажали кнопку электрочайника — и все огни в вашей квартире погасли, а вместе с ними и «голубой огонек» дисплея, на котором только что был почти готовый отчет. Секундный бросок напряжения — и блок питания ПК нужно менять. Авария на подстанции — и ваш бизнес встал.

Исследования корпорации IBM, проведенные на территории США, показали, что персональный компьютер каждый месяц испытывает в среднем 120 проблем, связанных с электропитанием. Из всех происшествий в электросети, по данным Bell Labs, 87% составляют кратковременные понижения напряжения, а 4,7% — полное исчезновение напряжения. Это примерно шесть аварийных выключений питания в месяц — причем в США, где проблем с электросетью, скажем так, поменьше, чем у нас. Между прочим, не зря все руководства к операционным системам, как к сетевым (Novell NetWare, Windows NT Server), так и к персональным (Windows 95/98, Windows NT Workstation), предупреждают о том, что потеря питания компьютером до выполнения процедуры выхода из операционной системы может привести к потере данных. Хорошо, если вы потеряете только тот документ, который не был вовремя сохранен на диске, а что, если «грохнется» файловая система?

Есть и другая сторона медали. Данные могут и не быть потеряны — допустим, все документы сохранены благодаря функциям автосохранения, встроенным в программное обеспечение, информация на сервере осталась неповрежденной благодаря надежной файловой системе (такой как NTFS), «вылетевший» винчестер — и вовсе сущий пустяк благодаря подсистеме RAID. Но до момента повторного включения питания и полной загрузки оборудования вы все равно остались без ваших данных. Данные есть, но они недоступны. Ваши электронные «органы чувств» тоже отключены, вы не можете даже отправить сообщение по электронной почте.

Во что это вам обойдется? По результатам исследований Yankee Group, более половины компаний теряют за час простоя не менее 1000 долл., а 9% компаний за тот же час теряют более 50 тыс. долл. Для крупных и очень крупных финансовых организаций цена потерь — сотни тысяч и миллионы долларов в час. Это без учета потерь информации. А если с ними? Еще один «вдохновляющий» факт: по результатам исследования университета штата Миннесота, более трети американских компаний, потерявших данные, так и не восстановили свой бизнес.

А будет еще хуже. Пару десятилетий назад самым дорогостоящим компонентом информационных систем было аппаратное обеспечение. Лет 15 назад стоимость данных скачкообразно выросла и в несколько раз превысила стоимость «железа». А сейчас со стоимостью данных, хранящихся в информационной системе, сравнялась относительная стоимость их доступности. И она будет только расти. Информационная система недоступна — и в кассовом отделе супермаркета выстраивается очередь, остановлена продажа авиабилетов, не выходит свежая газета, банковские платежи «зависли», погасли столбцы на биржевых терминалах… «Апокалипсис наших дней».

  • Ватт (Вт, W) — единица измерения полезной потребляемой мощности.
  • Вольтампер (ВА, VA) — единица измерения полной потребляемой мощности (полезная мощность плюс потери).
Читайте также:  Аксессуары для гостиной в стиле шебби-шик

Принята для измерения допускаемой мощности ИБП, сетевых фильтров и т.д. Для компьютеров доля потерь в полной потребляемой мощности составляет порядка 30%.

А теперь договоримся о терминах.

Полная потребляемая мощность современного персонального компьютера (то есть системного блока вместе с монитором) составляет сотни вольтампер. Типичная «секретарская» машина («минитауэр» с процессором Pentium и 15-дюймовым монитором) проработает от ИБП мощностью 300 ВА минут восемь. Хорошая рабочая станция — «тауэр», Pentium II, 17-дюймовый монитор — «проживет» не более пяти минут, а такая же машина с 21-дюймовым монитором «умрет» сразу по отключении питания. При мощности ИБП 650 ВА указанные компьютеры продержатся, соответственно, 47, 23 и 16 мин, а ИБП мощностью 1,5 кВА обеспечит их работу в течение, соответственно, 2,5 часов, 1,5 часов и часа с четвертью.

Лазерный принтер при работе периодически потребляет пиковую мощность 1-2 кВА, в несколько раз превышающую среднюю мощность, указанную в его паспорте, — 300-600 ВА. Из этого следует, что лазерный принтер стоит либо подключать к ИБП мощностью 1,5-2 кВА (если вам очень нужна бесперебойная печать), либо вообще не стоит обеспечивать бесперебойным питанием, если речь идет о персональной печати. Использование ИБП оправдано там, где потеря питания способна привести к потере данных, — это персональные компьютеры, серверы, сетевое оборудование, внешние модемы, стримеры, дисководы и т.п. Персональные принтеры и сканеры, а тем более осветительные приборы не особенно нуждаются в ИБП.

Интересный вопрос: а какую мощность может потреблять вся информационная система организации? Очевидный ответ: от десятков киловольт-ампер в случае малых офисов до сотен кВА для крупных организаций.

Для защиты рабочих станций компания АРС предлагает серию ИБП Back-UPS и Back-UPS Pro. Это ИБП. В моделях Back-UPS (наиболее простые ИБП от APC, работающие по офлайновой технологии) используется ряд мощностей 200 ВА (достаточно для узлов локальных сетей, межсетевого оборудования, почтовых серверов), 400 ВА (для настольных систем и серверов) и 600 ВА (для мощных ПК и графических станций).

Back-UPS PRO — гораздо более современные ИБП, использующие топологию Line Interactive. Они обладают интегрированным автоматическим регулятором напряжения, гарантирующим равномерную подачу электропитания в систему и максимальную емкость батареи при длительных падениях напряжения. Микропроцессорная система управления батареей обеспечивает защиту батареи от перезаряда и чрезмерного разряда и своевременно, не позднее, чем за месяц до предполагаемого истечения срока службы батареи, выдает световое и звуковое предупреждение пользователю. Модели Back-UPS PRO 280PNPI, 420PNPI и 650PNPI являются единственными ИБП, сертифицированными фирмой Microsoft для работы с Windows 95 (Designed for Windows 95). Ряд мощностей Back-UPS PRO: 280, 420, 650, 1000, 1400 ВА.

Специально для защиты недорогих серверов в малых локальных сетях предлагается Smart-UPS v/s, а для управления электропитанием мощных локальных сетей существует семейство Smart-UPS, поддерживающее основные средства управления для администраторов ЛВС. Отличительной чертой семейства Smart UPS является необыкновенно широкая линейка мощностей. В стандартном исполнении это: 450, 700, 1000, 1400, 2200, 3000 ВА. Вариант исполнения RM (Rack Mount) позволяет осуществлять монтаж источников бесперебойного питания в 19-дюймовой стойке.

Защита информационных центров, ключевых серверов, разветвленного коммуникационного оборудования требует ответственного подхода. Нельзя полагать, что выходить из строя может только компьютерное оборудование. Иногда случается, что и сам ИБП, имеющий определенный ресурс, выходит из строя, и тогда огромный объем информации, размещенный в центре хранения данных, становится легко уязвимым. Эту проблему решает только применение источников бесперебойного питания с модульной архитектурой. Главная особенность подобных устройств заключается в возможности заменять большинство неисправных модулей в «горячем» режиме, то есть без остановки системы. Единственный узел, который невозможно заменить, не отключая нагрузки, — это изоляционный модуль, содержащий только изолирующий трансформатор и разъемы и практически не подверженный сбоям.

В состав ИБП такого типа входит изолирующий модуль, электронный модуль и внешние батареи. С помощью модульной архитектуры достигается 100-процентная «живучесть» ИБП, что обеспечивает бесперебойную работу крупных, особо ответственных серверов и центров обработки данных.

«Младшим» в ряду модульных ИБП от APC является Matrix-UPS. Все батареи в нем соединены параллельно, и отказ одной из них не приводит к отказу всей цепочки. Каждая батарея контролируется собственным процессором, обеспечено нулевое время переключения на питание от батарей.

Массив питания Symmetra — резервируемая, масштабируемая и администрируемая система защиты информационных систем и современных вычислительных центров. Power Array является единой системой, состоящей из модульных компонентов. Модульная архитектура обеспечивает построение системы практически со 100-процентной («пять девяток») доступностью и широким ассортиментом способов управления и диагностических процедур. Дополнительные модули батарей по 4 кВА позволяют неограниченно наращивать время автономной работы и суммарную емкость системы.

Особенно интересно то, что Symmetra обеспечивает избыточность. Суть технологии избыточности для ИБП заключается в том, что все модули в массиве электропитания действуют параллельно и равномерно распределяют между собой нагрузку. При этом используется один избыточный модуль сверх того числа, которое необходимо для работы системы при полной нагрузке. Если вычислительная нагрузка равна 15 кВА, избыточность достигается с помощью пяти модулей электропитания. Если один модуль выйдет из строя или будет удален, остальные сразу же начнут поддерживать полную нагрузку. Какой именно модуль вышел из строя, не имеет значения, потому что все другие модули постоянно действуют и поддерживают нагрузку.

Для защиты центров обработки данных, компаний с разветвленной структурой и промышленных объектов предназначено недавнее приобретение компании APC — серия трехфазных систем бесперебойного питания Silcon. ИБП Silcon обеспечивает мощность от 10 до 800 кВА. Возможность параллельного подключения до девяти источников Silcon (при котором, кстати, происходит распределение нагрузки с целью уменьшения расхода электроэнергии) позволяет достичь максимальной мощности системы бесперебойного питания 7,2 МВА, но в мире пока не существует информационных систем с такой вычислительной нагрузкой. Одним из рекордсменов считается мегацентр IBM в Великобритании, контролирующий работу всех вычислительных систем IBM Европы, Среднего Востока и Африки, — около 4 МВА. Центральный офис Сбербанка РФ (Москва, Вавилова, 19) потребляет 1,2 МВА. И тот и другой являются пользователями Silcon. В центральном офисе Сбербанка установлено три БИП Silcon по 200 кВА в параллельном подключении и девять источников по 60 кВА, подключенных по три в параллели.

Я не готов судить о преимуществах решений APC перед решениями по бесперебойному питанию от других компаний. Косвенным подтверждением наличия таких преимуществ может служить доля рынка APC: на рынке источников бесперебойного питания (ИБП) США она составляет 42,6% (у ближайшего конкурента — 21%), на мировом рынке ИБП — 26,1% (у ближайшего конкурента — 7,1%), на рынке ИБП России и стран СНГ — более 70% (у ближайшего конкурента — около 15%).

Источники бесперебойного питания – защита вашего компьютера от электрических сбоев

Вступление

В наше время скачки напряжения, к сожалению, далеко не редкость. Нестабильное питание может не лучшим образом повлиять на работу различных электронных приборов, в особенности – компьютеров. При серьезном повышении напряжения в сети вероятность выхода из строя компонентов ПК очень высока, но даже если этого не произойдет, то при вынужденной перезагрузке вы можете потерять важные данные.

Для защиты системного блока от электрических сбоев необходимо использовать источник бесперебойного питания или как его часто называют сокращённо – ИБП (UPS). При этом следует учитывать определенные требования. Все устройства, которые работают совместно с компьютером, желательно так же подключить к бесперебойнику. В таком случае если напряжение пропадет, то компьютер сможет продолжить работу, а другие устройства можно включить или выключить по желанию.

ИБП (источник бесперебойного питания) должен справляться с перегрузками в электрической сети, радиочастотными и импульсными помехами, короткими замыканиями, аварийными повышениями напряжения, а так же с временным его отсутствием. В целом, со всеми этими требованиями может справиться и высококачественный сетевой фильтр, цена которого будет практически такой же, как и стоимость ИБП среднего качества.

Сетевой фильтр Pilotсерии X-Pro

Что именно выбрать решать вам, но при этом следует учитывать, что только бесперебойник позволит продолжить работу в случае отключения электричества. Так же необходимо учитывать и качество вашей электрической сети.

Классы ИБП

Все источники бесперебойного питания для домашнего использования делятся на три основных типа. Самым простым и недорогим решением, которое используется для защиты электрооборудования, является ИБП класса Off-Line или Standby (Back-UPS). Работает он достаточно просто: если напряжение внешней сети выйдет за рамки «рабочего» диапазона, то данное устройство за 4-8 миллисекунды переключается на внутреннюю аккумуляторную батарею, а как только сеть вернется в нужный диапазон – переключается обратно. В случае работы от батареи более 5-10 минут, устройство автоматически выключается.

Недостатком такого ИБП является то, что если напряжение скачет очень часто, то он, соответственно, будет часто переключаться на работу от аккумулятора, что сильно скажется на сроке службы батареи. Так же устройства такого класса не могут стабилизировать напряжение и имеют неважную фильтрацию помех.

Источники бесперебойного питания такого типа рекомендуются для защиты устройств от коротких отключений электричества в сетях со стабильным напряжением и отсутствием серьезных помех. Стоимость Back-UPS оборудования начинается с отметки 1500 рублей в зависимости от мощности и фирмы-производителя.

Следующий тип ИБП – Линейно-интерактивные или Line-Interactive (Smart-UPS). Его работу можно представить как Off-Line ИБП, который подключен к розетке не напрямую, а через стабилизатор переменного напряжения. В этом случае, даже если напряжение домашней сети будет меняться постоянно, заданное напряжение будет обеспечиваться стабилизатором. Переключение на работу от аккумулятора происходит только в случае отключения электричества. Стоимость таких источников в рамках одного бренда несколько выше, чем у Standby ИБП, но при этом начальная цена самых недорогих решений составляет те же 1500 рублей, что и Back-UPS устройств.

Одним из недостатков подобного типа устройств является ступенчатая стабилизация напряжения. Например, при падении напряжения до 210 В, бесперебойник никак не отреагирует на это обстоятельство, а при снижении до 200 В, вернет его значение к положенным 220 В. Так же линейно-интерактивные ИБП имеют только пассивные фильтры переменного напряжения, которые не смогут исправить серьезные помехи в сети.

ИБП Smart-UPS заслуженно являются самыми популярными изделиями на рынке. Имея среднюю стоимость, они способны обеспечить надежную защиту вашей компьютерной техники в сетях с небольшими колебаниями амплитуды и стабильной частотой.

Самый дорогой тип устройств – это On-Line источники бесперебойного питания. Они преобразуют переменный ток в постоянный, а затем обратно. С помощью On-Line ИБП фильтруются помехи любого вида, также он отличается мгновенным переходом в аккумуляторный режим и выходным током (только «синус»), который не имеет искажений, будучи сформированным самим устройством.

Источники подобного класса обеспечивают 100% защиту подключенных к нему электронных устройств и способны обеспечить им нормальную работу в самых критичных и нестабильных электрических сетях. Обычно такие источники бесперебойного питания выпускаются для работы в промышленности, а использование их в домашних условиях является не слишком экономичным решением. Начальная стоимость на подобную продукцию составляет около 12000 рублей.

Аккумуляторная батарея и время автономной работы

На протяжении многих лет с момента появления источников бесперебойного питания на рынке цены на них оставались довольно высокими. И только с приходом новых перспективных фирм, которые предлагают качественные решения по более низким ценам, ситуация изменилась.
Технологические разработки последних лет сводились к улучшению параметров самих устройств и их аккумуляторов. Это происходило путем комбинации схем и применения современной элементарной базы. Появились новые функции, такие как индикация, «умный» контроллер и др. Также постепенно снижалась цена.

Сам источник бесперебойного питания не содержит большого количества очень дорогих и дефицитных компонентов. Большую часть его стоимости составляет аккумулятор. В источниках, предназначенных для домашнего использования, одна батарея.

Источники бесперебойного питания с переключением, как правило, оснащены аккумуляторной батареей из свинцово-кислотных элементов. Крайне редко производители используют батареи другого типа, к примеру, никель-кадмиевые.

Батареи различных моделей имеют разное напряжение. Оно может быть от шести до сорока восьми вольт (чаще всего 12 В), при максимальной емкости от шести до двадцати пяти ампер-часов. Для ИБП «домашнего» типа, обычно не предусмотрено увеличение времени работы в автономном режиме с помощью установки дополнительной батареи, хотя бывают и исключения. Сроки работы аккумуляторов от ведущих производителей зависят от типа источника бесперебойного питания и составляют от трех до шести лет.

Еще одной важной характеристикой данного устройства является его время работы от аккумуляторной батареи, в течение которого ИБП будет поддерживать питание в случае отключения электричества. Большинство моделей могут дать вам пять-семь минут, которых будет вполне достаточно, чтобы сохранить все необходимые файлы и выйти из операционной системы. Если же вам обычно требуется больше времени, то можно выбрать соответствующую модель ИБП, которая сможет поддерживать работу около двадцати минут.

Параметр времени автономной работы напрямую зависит от емкости аккумулятора и мощности подключенного к UPS оборудования. Правда, производитель в названиях своих продуктов и на коробках устройств, как правило, указывают не емкость АКБ, а ее полную мощность, которая измеряется чаще всего в вольт-амперах (ВА) или иногда в ваттах (Вт).

Читайте также:  Парад роскоши и стиля – потрясающие интерьеры пентхаусов в фотографиях

Самые слабые источники бесперебойного питания имеют мощность от 300 до 500 ВА, обеспечивающую время продолжительности работы в автономном режиме от 2 до 5 минут под полной нагрузкой. Более мощные представители, от 600 до 1000 ВА, позволяют проработать на компьютере при отключении электричества до 10 минут. Модели ИБП со значением мощности от 1100 до 2000 ВА и вовсе увеличивают время автономной работы для среднестатистического компьютера до 20 – 40 минут.

При этом не стоит забывать, что указанное нами время работы компьютерного оборудования от батареи очень условно и напрямую зависит от количества подключенных устройств и требуемой для их нормальной работы мощности. Например, системный блок, оснащенный топовой видеокартой и высокопроизводительным центральным процессором вкупе с 24-дюймовым монитором, будет потреблять гораздо больше энергии, чем обычный офисный компьютер. Если же к UPS дополнительно подключены и другие периферийные устройства, такие как принтер или сканер, то и они, будучи включенными, могут значительно уменьшить автономное время работы.

Что бы максимально увеличить время работы ПК в автономном режиме, сразу после отключения электричества закройте все «тяжелые» приложения (игры, редакторы, программы монтажа, кодировщики и т.д.), оставив работающими только самые необходимые программы. Это позволит снизить нагрузку на микропроцессор и графический адаптер, которые энергозависимы больше других внутренних устройств. Так же выключите неиспользуемое оборудование и уменьшите параметры яркости на мониторе.

Не стоит упускать из вида и еще одну немаловажную деталь. Чем мощнее ИБП, тем больше его габариты и масса. Так киловатное (1000 Вт) устройство может достигать почти полметра в длину и весить около 20 килограмм. Учтите это и при выборе всегда сообразовывайтесь с размерами вашего рабочего места.

Иногда у некоторых пользователей возникает очень заманчивая перспектива поставить на ИБП другой более мощный аккумулятор. Теоретически это может значительно повысить максимальное время работы, но на самом деле это скорее всего приведет в негодность либо саму батарею, либо устройство. Конечно, в Интернете можно встретить варианты «удачной» замены, но они продлили «автономное» время не более чем в 2 раза. Стоит ли рисковать?

Заключение

К наиболее крупным и популярным производителям оборудования, которое рассчитано на всевозможные мощности, можно отнести: APC, EATON (Powerware), Ippon и PowerCom. Все они довольно широко представлены на российском рынке во всех ценовых сегментах.

Первая уже многие годы выпускает высококлассную продукцию и является мировым лидером в сфере производства оборудования для защиты электропитания. Правда, стоимость источников бесперебойного питания компании APC выше, чем у конкурентов.

Несколько меньшую цену за свои изделия просит EATON – крупная американская корпорация, ныне выпускающая под своим именем ИБП, в основе которых лежат разработки ранее знаменитого бренда Powerware.

Если же вы ищите недорогие, но при этом функциональные решения для защиты вашего ПК от коллизий с напряжением, то к вашим услугам оборудование фирм PowerComи Ippon.

Правильно выбрав источник бесперебойного питания, вы надежно защитите компьютер от перепадов напряжения и связанных с ними неприятных последствий!

Сводные таблицы Excel

Основное назначение источника бесперебойного питания (ИБП) — временно обеспечить питание аппаратуры при перебоях в подаче электроэнергии. Подключать через ИБП компьютеры принято повсеместно. Правда, для многих пользователей это является своего рода «правилом хорошего тона», а практический смысл данного ритуала от них ускользает. «Ну, ИБП защищает компьютер от скачков напряжения…». Попробуем разобраться: что, от чего и как защищает источник бесперебойного питания?

По внутреннему устройству и логике работы все ИБП делятся на три класса: пассивные, линейно-интерактивные и ИБП с двойным преобразованием. Соответственно, они в разной мере справляются с происшествиями в электросети и относятся к разным ценовым категориям.

Пассивные (stand-by, VFD, back-UPS, резервные) источники — самые простые и дешевые. В них схема питания от аккумулятора обычно выключена, и запускается только при пропадании напряжения в электросети. Время переключения с работы от сети на работу от батареи составляет десятые доли секунды, а выходной сигнал при работе от аккумулятора заметно отличается от «правильной» синусоиды. Как правило, на входе таких ИБП установлены простейший фильтр помех и быстродействующий предохранитель. Первый частично сглаживает импульсные помехи, а второй должен сработать при значительном повышении напряжения в электросети. Пассивные ИБП предназначены для питания домашних и офисных ПК. Небольшой «провал» выходного напряжения в момент переключения на аккумулятор компьютерным блокам питания не страшен.

Линейно-интерактивные (line-interactive, VI, Smart-UPS) ИБП отличаются тем, что в них схема питания от аккумулятора включена постоянно. При исчезновении напряжения на входе «бесперебойника» его выходные розетки почти моментально переключаются на внутренний преобразователь — для питаемых устройств этот переход практически незаметен. Кроме того, многие линейно-интерактивные ИБП способны автоматически поддерживать выходное напряжение 220 В. Делается это двумя способами.

Пока напряжение сети находится в пределах от 175 до 275 В, срабатывает механизм AVR (Automatic Voltage Regulation, авторегулятор напряжения). При отклонении входного напряжения на величину от 10 до 25% ниже номинала ИБП повышает напряжение на выходе на 15%. При отклонении входного напряжения на величину от 10 до 25% выше номинала ИБП понижает напряжение на 15%. Если напряжение сети выходит за предельные значения, линейно-интерактивный ИБП переключается на питание от аккумулятора. В этом режиме он продолжает работать, пока или напряжение в сети не вернется к норме, или аккумулятор не разрядится. Однако такие ИБП не стоит рассматривать как стабилизаторы напряжения. Режим «стабилизации» у них вынужденный и кратковременный!

В ИБП с двойным преобразованием (double conversion, VFI, Online-UPS) напряжение на выход все время выдается от преобразователя, преобразователь постоянно работает от аккумулятора, а аккумулятор непрерывно заряжается от сети. Фактически вход и выход ИБП гальванически изолированы друг от друга, а на выход поступает стабилизированное напряжение. Это самая надежная, но вместе с тем и неэкономичная схема. Сам ИБП получается дорогим, большим и тяжелым, преобразователь сильно нагревается и требует охлаждения вентилятором, а потери энергии в ходе преобразования составляют десятки процентов.

ИБП с двойным преобразованием используют только для питания серверов и компьютеров в критически важных случаях. В широкую продажу такие модели поступают редко — обычно их поставляют под заказ. Скорее всего, для питания рабочих компьютеров вы приобретете пассивные, максимум, линейно-интерактивные ИБП.

Мощность источников бесперебойного питания принято указывать в вольт-амперах (VA, ВА). Чтобы перевести эти значения в более привычные ватты (Вт), нужно умножить мощность в вольт-амперах на коэффициент 0,6. Например, ИБП с характеристикой мощности 600 ВА обеспечит питанием технику с максимальным потреблением 360 Вт. Если дать большую нагрузку, сработает защита по току, и «бесперебойник» отключится. На практике желательно предусмотреть около 30% запаса по мощности. Таким образом, наиболее распространенные ИБП на 600 или 650 ВА подходят для питания компьютера с реальным потреблением 200—250 Вт и монитора, который забирает еще около 30—60 Вт.

Если расстановка компьютеров в помещении позволяет, выгоднее использовать один мощный ИБП вместо нескольких маленьких. На два офисных компьютера потребуется «бесперебойник» мощностью около 1000 ВА. Для питания трех компьютеров, стоящих рядом, достаточно одного источника мощностью около 1400 ВА.

Так от чего же защищает ИБП?

С ограничением импульсных помех от сети неплохо справляются и фильтры в блоке питания компьютера и монитора. Тем не менее два фильтра лучше, чем один! Защита от перенапряжения тоже важна. Если, например, отгорит нулевой провод в щитке, в розетке может оказаться напряжение почти 380 В. В блоках питания компьютеров и мониторов в таком случае обычно сгорают варисторы и предохранители. Ремонт копеечный, но требует времени. По идее, ИБП должен отреагировать на бросок напряжения раньше, чем сгорят предохранители в подключенной к нему технике.

Однако на первое место выходит защита данных. Если питание компьютера аварийно отключается, вся несохраненная информация пропадает. ИБП позволяет либо сохранить открытые документы и корректно завершить работу, либо перевести компьютер в спящий режим. Вручную сохранить документы проще всего. Переходя на питание от батарей, ИБП начинает громко пищать. Раз услышали такое предупреждение — проверьте, все ли сохранено. Далее смотрите по обстановке: или просто выключите компьютер, или переведите его в спящий режим.

Чтобы задействовать автоматику, необходимо соединить контрольный порт (USB или RS-232, в зависимости от модели) источника бесперебойного питания с компьютером сигнальным кабелем и установить на компьютере необходимое ПО. К сожалению, о такой возможности многие пользователи даже не подозревают! Работой ИБП управляет встроенный микроконтроллер. Его микропрограмма (прошивка) постоянно отслеживает напряжения и токи во внешних цепях, при включении и периодически во время работы выполняет тестирование электроники и батареи. Она же выдает в контрольный порт сведения о текущем режиме работы, состоянии компонентов ИБП. По кабелю эти данные поступают в компьютер, где их обрабатывает программа мониторинга.

Для работы с ИБП целесообразно использовать ту программу, которую предлагает его производитель. Например, для APC (www.apc.com) это программа Power-Chute, для Ippon (www.ippon.ru) — WinPower2009 и Ippon Monitor и т. д. Программу можно установить с диска, идущего в комплекте, но лучше скачать наиболее свежую ее версию с сайта производителя.

В настройках приложения нужно задать параметры автоматического выключения. Как правило, на выбор предлагается два варианта: или выключить компьютер через определенное время после перехода на резервное питание, или сделать это за какое-то время до предполагаемого полного разряда батарей.

Сколько времени «бесперебойник» способен проработать от аккумулятора?

Это зависит от емкости батареи и потребляемой мощности. В большинстве массовых моделей установлен один аккумулятор напряжением 12 В и емкостью 7 Ач. Теоретически ИБП с таким аккумулятором обладает запасом энергии около 80 Ватт-часов. Попросту говоря, он должен питать нагрузку мощностью 80 Вт примерно 1 час, 160 Вт — полчаса, 300 Вт — примерно 15 мин и т. д. Реально, с учетом потерь на преобразование, это время примерно вдвое меньше.

В источниках мощностью более 800 ВА обычно установлены два таких же аккумулятора или один, но большей емкости. Таблицы или калькуляторы для определения времени автономной работы при различной нагрузке для различных моделей приводятся на сайтах производителей. Однако «навскидку» можно принять, что любая модель сможет питать нагрузку номинальной для себя мощности в течение примерно 5—15 мин. Если нужно обеспечить достаточно долгое питание компьютера от аккумуляторов, лучше взять ИБП большой мощности с емкими батареями. Работать он будет всего на треть или четверть номинальной мощности. Зато такую нагрузку, низкую для себя, он сможет снабжать энергией полчаса и дольше.

Сетевому оборудованию (коммутаторам, маршрутизаторам, NAS) бесперебойное питание тоже полезно. В противном случае при отключении энергии сеть сразу же «упадет», а документы, открытые из сетевых папок, сохранить не удастся. Запитать коммутатор вы можете от ИБП ближайшего к нему рабочего места, хотя правильнее поставить для этого отдельный «бесперебойник» небольшой мощности.

Срок службы аккумулятора ограничен. По мере работы его емкость неуклонно снижается и через 3—5 лет эксплуатации падает почти до нуля. Еще до того, как индикатор на ИБП сигнализирует о необходимости замены батареи, становится заметно, что аккумулятор перестает «держать заряд». С каждым разом время автономной работы сокращается. В принципе, для сохранения документов и корректного выключения компьютера достаточно пары минут. Когда ИБП начинает отключаться еще раньше, батарею однозначно пора менять.

Заменить батарею несложно. В популярных ИБП марки APC и некоторых других аккумулятор находится под съемным лючком или крышкой. Чтобы добраться до аккумулятора в ИБП марки Ippon, SVEN и подобных им по конструкции, необходимо вывернуть четыре винта на днище и разъединить половинки корпуса. В инструкции и на официальном сайте вы вряд ли встретите описание самостоятельной разборки и замены: как и производители принтеров, изготовители ИБП значительную долю доходов получают от продажи «оригинальных» батарей с установкой их в авторизованных СЦ.

Тем не менее почти во всех компьютерных магазинах продаются герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы наиболее ходовых типоразмеров. Марка и производитель роли не играют: это вполне стандартные изделия. Предварительно откройте свой «бесперебойник» и выясните, какая батарея в нем установлена. Для большинства ИБП «офисного класса» (500—700 ВА) подходят батареи с маркировкой 12V 7Ah размерами 151×94×65 мм. Устанавливая новый аккумулятор, постарайтесь плотно одеть клеммы на контактные лепестки батареи. Если клеммы ослабли, их можно аккуратно поджать плоскогубцами.

После установки батареи ИБП желательно откалибровать, чтобы его микропрограмма оценила и запомнила параметры нового аккумулятора. Полностью зарядите батарею в течение суток. После этого извлеките вилку из розетки, чтобы ИБП перешел на автономное питание. Дайте батарее полностью разрядиться, пока «бесперебойник» не отключится сам. В качестве нагрузки лучше использовать не компьютер (хотя в крайнем случае и это допустимо), а несколько лампочек общей мощностью порядка 300 Вт. Затем вновь подключите к сети и включите ИБП — пусть батарея зарядится, а устройство продолжит работу в штатном режиме. Кроме калибровки устройства в целом такая процедура является и «тренировкой» аккумулятора. После полного цикла «разряда — заряда» батарея начинает максимально использовать свою емкость.

Зачем на многих ИБП сделаны телефонные (RJ-11) и сетевые (RJ-45) розетки?

Ни телефон, ни локальная сеть «бесперебойникам» не нужны по определению. Просто в качестве «бонуса» в одном корпусе с устройством установлены проходные фильтры импульсных помех для телефонной линии и сети. Соедините одно гнездо с телефонной розеткой на стене, а в другое включите телефонный аппарат. Если в телефонной линии возникнет высоковольтная наводка, например, во время грозы, фильтр сгладит бросок напряжения и защитит телефон.

Ссылка на основную публикацию