Источники бесперебойного питания (ИБП) могут быть полезны, если часто отключают свет в помещении, где установлена компьютерная техника. Обычные модели позволяют поддерживать работоспособность 10-15 минут, этого вполне достаточно для сохранения важной информации и корректного выключения ПК. Стоит помнить, что резкие отключения могут не только привести к потере несохраненного документа, но и к выходу электронных компонентов из строя. Для офисных ПК это особенно актуально, поскольку сохраненная информация может стоить гораздо больше самого устройства. При возникновении проблем с жестким диском извлечение данных может стоить очень дорого.
Однако современные ИБП могут быть полезны не только для офисной техники. Такие устройства можно использовать в любой ситуации, когда отключение питания не рекомендуется – системы видеонаблюдения, умный дом, отопительные системы и другие. К примеру, очевидно, что видеокамеры на критических объектах должны быть автономными и продолжать функционировать даже после отключения внешнего питания.
Под разные задачи можно использовать различные источники бесперебойного питания. В некоторых моделях упор сделан именно на поддержку напряжения максимальное время, в других предусмотрена функция защиты от перепадов и стабилизация напряжения.
Типы ИБП
За годы развития бесперебойные блоки питания стали дешевле и компактнее, однако общий принцип работы не изменился. Используется набор аккумуляторов и плата электроники, которая обеспечивает управление. Электроника отслеживает наличие тока в розетке и при необходимости меняет текущий режим работы. Смена статуса обычно сопровождается звуковым сигналом или световой индикацией при помощи набора светодиодов. Более продвинутые модели могут передавать информацию на ПК через отдельный кабель, что позволяет осуществлять настройку и проверять текущий статус через приложение. Это позволяет удаленно отслеживать изменения или сохранять информацию в локальный журнал.
Тип электронной обвязки может реализовать разный формат работы источника питания. Сегодня доступны три вида ИБП: онлайн, офлайн и линейно-интерактивные.
Офлайн (резервные). Самый простой тип устройства – используется аккумулятор и простая электронная плата. При отключении внешнего питания электроника оперативно переключает режим работы, питание начинает поступать от батареи. Основное назначение – защита от внезапного отключения энергии. Стоит учитывать, что время переключения может составлять 6-20 мс, для некоторой особо чувствительной техники это достаточно большой период.
Офлайн-устройства ориентированы на домашних потребителей, поэтому к ним нет таких строгих требований. Они не подходят для промышленной техники, в которой используются инверторные и асинхронные двигатели (они используются во многих устройствах разного типа).
Линейно-интерактивные. Также являются резервными ИБП, но в конструкции предусмотрен полноценный стабилизатор. Это позволяет эффективно удерживать напряжение в нужном диапазоне, даже при значительных отклонениях в большую или меньшую сторону. Это позволяет экономить ресурс аккумулятора, поскольку переключение на него происходит гораздо реже. Практика показывает, что именно аккумулятор выходит из строя в первую очередь.
Такие ИБП рекомендуется использовать в местах, где напряжение значительно колеблется. Стоят они несколько дороже, однако в дальнейшем это окупается за счет длительного ресурса батареи. Их можно заменить в сервисных центрах, но часто стоимость данной операции сопоставимо со стоимостью нового устройства.
Сфера использования линейно-интерактивных ИБП аналогична резервным. Основное отличие – стабильный ток на выходе. Их можно использовать для видеонаблюдения, систем охраны, сетевых устройств, ПК и другой техники.
Онлайн ИБП (с двойным преобразованием). В таких устройствах переменный ток из розетки на первом этапе преобразуется в постоянный, далее он передается в следующий модуль для преобразования обратно в переменный с идеальными параметрами (частота, напряжение, форма). Современные платы позволяют обеспечить стабильные характеристики. Поскольку аккумулятор постоянно включен в сеть, задержка при переключении полностью отсутствует, что является во многих случаях важным преимуществом.
Такие ИБП заметно дороже обычных устройств, поэтому их используют только в сферах, где несанкционированное отключение напряжения способно привести к серьезным последствиям. К примеру, для сложного оборудования, в дата-центрах.
Основные характеристики ИБП
Устройства отличаются не только внутренней структурой, но и различными параметрами, при этом выбор достаточно широк. Из основных выделяют: время работы в автономном режиме, скорость переключения, два типа мощности и другие.
Мощность. На данный параметр необходимо ориентироваться в первую очередь. Измеряется в ваттах и показывает, сколько приборов можно запитать от внутренней батареи. В продаже можно встретить разные устройства – от простых (подключение одного ПК), до промышленных систем, способных поддерживать полноценную работу оборудования. Такие системы нередко можно встретить и в относительно небольших коммерческих компаниях, в которых любой простой приводит к экономическим потерям. В этом случае развертывание такой инфраструктуры довольно быстро окупается.
Часто производители используют другой показатель – полную выходную мощность, отображается в вольт-амперах. Значения отличаются, рекомендуется дополнительно уточнить реальную мощность или самостоятельно разделить полную мощность на 0,7 для получения примерного значения.
Емкость батареи. Также достаточно важный параметр, указывается в ампер-часах. Упрощенно говоря, определяет продолжительность работы ИБП в автономном режиме. Часто производители указывают на упаковке примерное время работы при средней нагрузке. Параметр зависит от типа и количества используемых батарей. Стоит учитывать, что со временем аккумуляторы изнашиваются, что приводит к сокращению данного показателя.
Некоторые модели способны поддерживать напряжение до 15 минут при подключении нагрузки 100 Вт, до 5 минут – если подключено 500 Вт. Для корректного выключения ПК данного времени вполне достаточно. Однако для критической инфраструктуры часто требуется более длительное время автономной работы. В этом случает лучше использовать модели, которые имеют достаточное количество батарей.
Скорость переключения. Автоматике требуется определенное время, чтобы зафиксировать факт падения напряжения и переключить питание на батарею. Линейно-интерактивные модели обычно осуществляют переключение менее чем за 10 мс, резервным моделям для этого может потребоваться до 20 мс, в онлайн-моделях пауза отсутствует.
Современные ПК нормально переносят паузу в 20 мс при подаче напряжения, встроенные блоки питания на это изначально рассчитаны. Однако для чувствительных устройств даже около 10 мс может быть существенным. В этом случае подойдет только ИБП со схемой двойного преобразования.
Чистота синусоиды. По российским стандартам в розетку подается ток с частотой 50 Гц. Если отобразить смену напряжения на графике, то будет видная идеальная синусоида. Такой формат называют чистым сигналом. Однако дешевые преобразователи тока могут давать сигнал, форма которого сильно отличается от стандарта. К примеру, это может быть ступенчатый сигнал, который также меняется с частотой 50 Гц.
Резервные и некоторые линейно-интерактивные ИБП на выходе могут выдавать сигнал с неправильной формой. Компьютерная техника корректно работает с таким входящим током, однако для устройств с электродвигателями он противопоказан. Это могут быть газовые котлы, стиральные машины, пылесосы и так далее.
Тип аккумулятора. Большинство современных моделей комплектуются свинцово-кислотными батареями, однако все чаще можно встреть устройства с литий-ионными батареями. Первый тип стоит дешевле, однако уступают по сроку службы. Литий-ионные аккумуляторы выдерживают больше циклов перезаряда, что является явным преимуществом. Такие ИБП требуют более сложной электронной начинки, что также сказывается на стоимости – она может в 2-3 раза превышать цену на более простые модели. Это необходимо, поскольку батареи требуют наличия дополнительных контролеров для отслеживания процесса заряда.
Доступные разъемы для подключения. Разные модели могут иметь различный набор доступных разъемов для подключения потребителей. Это могут быть классические евророзетки, компьютерные разъемы или универсальные клеммные соединения. В большинстве случаев доступны первые два варианта, поскольку они наиболее востребованы среди потребителей. Также могут присутствовать дополнительные разъемы для внешнего управления. Обычно это USB-порт, который позволяет подключить устройство к ПК и осуществлять управление и мониторинг через отдельное приложение.
Как рассчитывается мощность ИБП
Если мощности недостаточно, бесперебойник будет автоматически отключаться. Важно на этапе выбора модели выбрать необходимые параметры. Слишком мощный брать также не стоит, поскольку такие устройства стоят заметно дороже, пользователь попросту переплачивает за возможности, которые не будут использоваться.
К примеру, устройства средней ценовой категории могут иметь мощность порядка 500 Вт (самый распространенный вариант). Этого достаточно для подключения игровой консоли, телевизора и светодиодной лампы. Для получения общего уровня потребления достаточно сложить энергопотребление электроники из нужной конфигурации. Полученное значение необходимо использовать при выборе ИБП.
Если планируется подключать крупную бытовую технику, такой алгоритм уже не подойдет. Двигатели обычно имеют высокие пусковые токи, что накладывает определенные ограничения. ИБП должен выдерживать такие кратковременные перегрузки по току, при этом запас может требоваться значительный.
Стабилизатор или ИБП?
Если устройство изначально приобретается только для защиты электроники от резких перепадов напряжения, то стоит помнить, что ИБП плохо справляется с данной задачей. Для этих ситуаций лучше приобрести стабилизатор, который изначально спроектирован для этих целей. Они обеспечивают лучшую стабилизацию и имеют более широкий диапазон входного напряжения. Также они способны пропускать через себя более высокую мощность, что расширяет возможности использования – даже домашние устройства могут выдавать 15 кВт и более.
Оптимальной будет следующая схема. На входе устанавливается стабилизатор нужной мощности, далее выбранный набор устройств подключается к собственному ИБП с нужными параметрами. Это позволяет гибко подойти к конфигурации, подключив только необходимые приборы. Если будет использоваться онлайн или линейно-интерактивный источник бесперебойного питания, то от стабилизатора можно отказаться. В данную схему можно добавить генератор – после отключения света бесперебойник обеспечит питание 10-15 минут, чего достаточно для запуска генератора.